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Kamikaze-Bakterien

Sterben für die Gruppe

26.08.2008
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Kamikaze-Bakterien

Sterben für die Gruppe

Von Christina Hohmann

 

Einige Bakterien einer Population opfern sich, um den anderen zu ermöglichen, das Gewebe effektiv zu kolonisieren. Wer sich aufopfert und wer profitiert, entscheidet der Zufall.

 

Das Phänomen der »selbstaufopfernden Kooperation« haben Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) bei dem Darmbakterium Salmonella typhinurium untersucht. Dabei stellten sie fest, dass alle Salmonellen an der Darmwand den Faktor TTSS-1 (Type-III secretion sytems virulence factor 1) produzieren, der eine Entzündung des Gewebes bedingt. Die Entzündungsreaktion tötet die normale Darmflora, aber auch alle in der Nähe befindlichen Salmonellen. Dadurch können sich die verbliebenen Pathogene ungehindert vermehren. Von den Bakterien, die sich nicht an der Darmwand, sondern im Lumen befinden, exprimieren nur 15 Prozent das »Selbstmördergen« TTSS-1, obwohl sie genetisch identisch sind. Dies berichten die Forscher um Martin Ackermann im Fachjournal »Nature« (454, Seiten 987 bis 990).

 

Das Konzept kann nur aufgehen, wenn sich nicht alle Bakterien opfern, sondern ein Teil übrig bleibt, um zu profitieren. Sonst wäre das selbstzerstörerische Gen schnell eliminiert. Das Konzept beruht darauf, dass bei der Zellteilung genetisch identische Klone entstehen, die aber unterschiedliche Proteine von der Mutterzelle mitbekommen. Je nach den geerbten Proteinen, fällt die Genexpression unterschiedlich aus, und es entstehen verschiedene Erscheinungsbilder, was als »phänotypisches Rauschen« bezeichnet wird. Ein Phänotyp opfert sich, während der andere überlebt und die Population erhält. Dabei entscheidet die zufällige Verteilung der Proteine, welchen Phänotyp eine Zelle ausbildet. »Dahinter stecken nicht etwa Mutationen, sondern molekulare Zufallsprozesse«, erklärt Ackermann in einer Pressemitteilung der ETH Zürich.

 

Diese Art der Selbstaufopferung lässt sich auch bei anderen Bakterienarten wie Clostridien oder Streptokokken beobachten. »Phänotypisches Rauschen ist wahrscheinlich ein häufiges Phänomen«, vermutet Ackermann. Viele Bakterien stellen gegen ihre Wirte ein Gift her, das sie nur abgeben können, wenn sie sich selbst opfern.

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