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Bakterien opfern sich zum Wohle der Gruppe

16.06.2017

Der Erreger der Katzenkratzkrankheit hat ein ausgeklügeltes System, um während einer Infektion fit zu bleiben: Einige Individuen opfern sich und spenden Gene an ihre Artgenossen, die damit ihr eigenes Erbgut frisch halten. Das System könnte als Angriffsfläche für die Bekämpfung der Bakterien dienen.

Bei jeder Verdopplung des Erbguts können sich Fehler einschleichen. Für Bakterien bedeutet das, dass sich bei ihrer Vermehrung schädigende Genveränderungen in der Gruppe ausbreiten könnten. Bartonella-Bakterien, die verschiedene Infektionen auslösen wie zum Beispiel die Katzenkratzkrankheit, haben dagegen ein ausgeklügeltes System entwickelt, dessen Details Forschende der Uni Basel und der ETH Zürich entschlüsselt haben.

Die Bakterien nutzen den Austausch von Genen, um ihr Erbgut "fit" zu halten, wie die Forschenden um Christoph Dehio von der Uni Basel mit Zürcher Kollegen berichten. Für den Gentransfer verwenden sie Virus-ähnliche Partikel, sogenannte "Gene Transfer Agents". Diese stammen evolutionär tatsächlich von bakterienbefallenden Viren, sogenannten Bakteriophagen ab, und wurden in diesem Fall quasi als Gen-Kuriere domestiziert.

Artgenossen können ihr Erbgut reparieren

Diejenigen Bakterien, die diese Partikel produzieren, sterben jedoch bei der Freisetzung - zum Wohle der Gruppe. Denn das intakte Genmaterial, das sie ihren Artgenossen spenden, hilft diesen, ihr eigenes Erbgut zu reparieren.

Bereits geschädigte Bakterien können hingegen keine Partikel produzieren. Dabei spielen Stresssignale eine entscheidende Rolle, berichten die Wissenschafter im Fachblatt "Cell Systems": Ein hohes Stresslevel eines Bakteriums verhindert den Gentransfer.

"Man könnte auch sagen, nur die fitten und genetisch vielversprechenden Bakterien einer Population teilen sich und tauschen dabei genetisches Material aus", fasst Studienautor Maxime Quebatte zusammen. Bei genetisch geschwächten und dadurch gestressten Bakterien hingegen sei dieser Mechanismus ausgeschaltet.

Die Erkenntnisse aus der Studie könnten auch helfen, neue Strategien zur Bekämpfung von Bartonella-Infektionen zu entwickeln, schrieb die Uni Basel. Könnte man den Gentransfer unterbinden, würde Bartonella ein wichtiges Mittel fehlen, um während der Vermehrung im Wirt fit zu bleiben.

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