Muffel im "Bett"

Gestresste Bakterien verweigern “Sex”

Bakterien sind offenbar auch nur Menschen: "Sex" bedeutet für die Mikroben Stress. Sind die Kleinstlebewesen bereits von vornherein gestresst, fällt der "Sex" überhaupt aus. Zu diesen Ergebnissen kommt eine Studie des Instituts für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz.

Die Wissenschafter um Günther Koraimann nahmen Bakterien unter die Lupe, welche sogenannte Typ-IV-Sekretionssysteme ausbilden können. "Dabei handelt es sich um Proteinmaschinen, die bei guten Bedingungen aufgebaut werden", erklärte Koraimann. Über die Typ-IV-Sekretionssysteme können die Bakterien etwa Makromoleküle und sogar Teile der Erbsubstanz austauschen.

Bakterien tauschen Gene
So können auch ganze Gene den Besitzer wechseln und damit beispielsweise die Fähigkeit zur Resistenz gegen ein bestimmtes Antibiotikum in einer Bakterienpopulation verbreiten. Im Fachjargon spricht man dabei von horizontalem Gentransfer. Im Gegensatz dazu können bei höheren Organismen Gene nur an die Nachkommen weitergegeben werden - genannt vertikaler Gentransfer.

Die Mikroorganismen nutzen ihre Sekretionssysteme auch, um etwa Proteine oder DNA in fremde Zellen einzuschleusen. So können pathogene - krank machende - Bakterien ihre Umgebung im Wirt beeinflussen und sich gleichsam den Lebensraum angenehmer machen. Etwa der Magengeschwüre verursachende "Helicobacter pylori" praktiziert solche Manipulationen.

"Sex" bringt Stress
Da beim horizontalen Gentransfer Erbmaterial ausgetauscht wird, vergleichen Wissenschafter den Vorgang auch mit dem Sex von höheren Organismen. Bei der Untersuchung der Grazer Forscher zeigte sich, dass die Ausbildung der Typ-IV-Systeme gleich mehrere Stressfaktoren aktiviert. Das hat einerseits eine schützende Wirkung auf die Zellen und reduziert über eine negative Rückkoppelung in der Folge die Bildung weiterer Typ-IV-Sekretionssysteme. Ist ein Bakterium zu viel Stress ausgesetzt, im Experiment war es ein Hitzeschock, so fällt ein Austausch von Erbsubstanz über die Typ-IV-Sekretionssysteme aus.

Durch die Ergebnisse der Experimente hoffen die Grazer Forscher auf neue Möglichkeiten im Kampf gegen bakteriellen Infektionen einerseits und die Verhinderung der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen unter den Bakterien andererseits.