Wie beeinflussen Einzelzellen die Reaktion ihrer Kolonie? Das hat ein Forschungsteam aus der Mikrobiologie aufgekl\u00e4rt.
\nJe nachdem, wie es Zellen in Bakterienkolonien geht, geben sie Signalstoffe in schnellerem oder langsamerem Takt nach au\u00dfen ab; auf diese Weise passen sie das Verhalten der Kolonie als Ganzes an ihre Wachstumsbedingungen an. Das hat ein Team aus der Mikrobiologie herausgefunden, indem es die Aktivit\u00e4t eines beteiligten Gens verfolgte.
\nDie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Marburger Forschungszentrums „SYNMIKRO“, des Biozentrums der Universit\u00e4t Basel und der Universit\u00e4t Bonn berichten im Forschungsmagazin „Nature Communications“\u00fcberihre Ergebnisse. Viele Bakterien scheiden Signalmolek\u00fcle aus, deren Konzentration in der Umgebung steigt, wenn die Anzahl der Bakterienzellen zunimmt.
\n„Nach g\u00e4ngiger Lehrmeinung dient die Sekretion dieser Substanzen dazu, die Zelldichte zu ermitteln“, erl\u00e4uterte die Mikrobiologin Vera Bettenworth als federf\u00fchrende Autorin des Fachaufsatzes. Fachleute sprechen bei diesem Prozess von Quorum Sensing.
\n„Diesem Modell zufolge erkennen Bakterien an der Konzentration der Signalmolek\u00fcle die Gruppengr\u00f6\u00dfe, woraufhin sie ihren Stoffwechsel und ihr Verhalten anpassen“, f\u00fchrte die Marburger Mikrobiologin Prof. Dr. Anke Becker aus. In ihrer Arbeitsgruppe am Forschungszentrum SYNMIKRO sind die Experimente durchgef\u00fchrt worden.
\nWeil Mikroorganismen die Signalmolek\u00fcle dazu nutzen, sich selbst zu ver\u00e4ndertem Verhalten zu stimulieren, nennt man solche Substanzen im Englischen „Autoinducer“. Das Team um Becker und Bettenworth untersuchte beim Kn\u00f6llchenbakterium Sinorhizobium meliloti ein Enzym, das ein Autoinducer-Molek\u00fcl herstellt.
\nDabei stellte die Forschungsgruppe fest, dass das Enzym – anders als erwartet – nicht kontinuierlich produziert wird, sondern schubweise. „Die H\u00e4ufigkeit der Pulse h\u00e4ngt dabei von verschiedenen Einfl\u00fcssen des Bakterienstoffwechsels ab“, legte Bettenworth dar. Das Verhalten der Kolonie beruht also nicht allein auf deren schierer Gr\u00f6\u00dfe.
\n„Der innere Zustand der Zellen bestimmt mit, wann es zu einer gemeinschaftlichen Reaktion kommt“, erl\u00e4urte Bettenworth. Sie vergleicht den Prozess mit einer Abstimmung.
\n„Die Umgebung dient als eine Art Wahlurne, denn hier werden die von den einzelnen Bakterien abgegebenen Signalmolek\u00fcle gesammelt“, erl\u00e4uterte die Biologin. „erst wenn dieses Votum den Schwellenwert \u00fcbersteigt, wird eine Verhaltens\u00e4nderung ausgel\u00f6st.“
\nBecker leitet eine Arbeitsgruppe zur Mikrobiellen Genomik an der Philipps-Universit\u00e4t und steht dem Forschungszentrum SYNMIKRO als Gesch\u00e4ftsf\u00fchrende Direktorin vor. Bettenworth fertigte in Beckers Labor eine Doktorarbeit an.
\nNeben Beckers Arbeitsgruppe beteiligten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weiterer Institutionen an der zugrunde liegenden Forschungsarbeit, insbesondere vom Biozentrum der Universit\u00e4t Basel und von der Universit\u00e4t Bonn. Das Schwerpunktprogramm SPP 1617 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das hessische Forschungsf\u00f6rderprogramm LOEWE, die Max-Planck-Gesellschaft, die Carnegie Mellon Universit\u00e4t sowie die Nationale Wissenschaftsstiftung NSF der USA unterst\u00fctzte beteiligte Forscherinnen und Forscher finanziell.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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