Forschung

Kommunikationsweg zwischen Bakterien entdeckt

Die schädliche Wirkung von Bakterien könnte deutlich eingeschränkt werden, wenn es gelänge, ihre Kommunikation zu stören. Einen weiteren solchen Kommunikationsweg haben deutsche Forscher entdeckt.

Wenn die Bakterien nicht mehr miteinander kommunizieren können, sind sie in ihrer Effektivität deutlich eingeschränkt. (Foto: Flickr/MichaelFrancisco)

Wenn die Bakterien nicht mehr miteinander kommunizieren können, sind sie in ihrer Effektivität deutlich eingeschränkt. (Foto: Flickr/MichaelFrancisco)

Damit Bakterien verschiedene Eigenschaften gemeinsam ausbilden können, kommunizieren sie miteinander über chemische Prozesse. Ein solcher Kommunikationsweg der Bakterien wurde nun entdeckt. Er könnte ein Angriffspunkt für Medikamente sein.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kommunikation zwischen Bakterien sehr viel komplexer ist als bislang angenommen“, zitiert DocCheck News Studienleiter Ralf Heermann, Mikrobiologe an der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Es gibt unterschiedliche Wege, auf denen die verschiedenen Bakterien untereinander kommunizieren. Am besten erforscht ist bislang die Kommunikation über die Signalmoleküle N-Acylhomoserinlaktone (AHLs). Diese Moleküle werden durch ein Enzym produziert, das zur LuxI-Proteinfamilie gehört. Das Signal wird von dem dazu passenden LuxR-Rezeptor erkannt.

Doch viele Bakterien besitzen zwar LuxR-Rezeptoren, aber keine LuxI-Enzyme. Wie die LuxR-Rezeptoren dennoch Signale der anderen Bakterien aufnehmen können, wurde nun von Ralf Heermann und Helge Bode erstmals aufgeklärt. Dafür haben die beiden Forscher das Bakterium Photorhabdus luminescens untersucht, einen für Insekten tödlichen Krankheitserreger.

„Wir haben ein neues Signalmolekül entdeckt, das auch biochemisch neuartig produziert wird“, sagt Helge Bode von der Goethe-Universität Frankfurt. Der LuxR-Rezeptor erkenne nicht AHLs, sondern die alpha-Pyrone als Signalmoleküle, die als Photopyrone bezeichnet werden.

Diese Kommunikation führe dazu, dass die Bakterien einander erkennen und miteinander verklumpten. Dadurch könne das Immunsystem der Insekten, die von den Bakterien befallen seien, weniger gegen diese ausrichten. Die Bakterien töteten ihre Opfer durch die Produktion verschiedener Gifte. Das Bakterium sei „ein guter Modellorganismus, da er viele Verwandte bei menschlichen Krankheitserregern hat, darunter Kolibakterien wie EHEC und der Pest-Erreger“, so Heermann.

Die Ergebnisse sind daher von bedeutendem medizinischen Interesse. Denn die Kommunikationswege von Bakterien stellen einen möglichen Angriffspunkt für neue Medikamente dar. So könnten spezifische Medikamente entwickelt werden, die die Kommunikation der Bakterien untereinander stören. So könnte etwa das Bilden von Giftstoffen unterbunden werden.

Wenn Bakterien an der Bildung krankmachender Eigenschaften gehindert werden könnten, müssten nicht mehr so viele Antibiotika eingesetzt werden. Dadurch würde die Gefahr von Resistenzbildungen erheblich gemindert werden.

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