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Forschung aktuell: Bakterielle Vereinsmeierei

Mikroben werden oft als primitive Einzeller geschmäht. Sie können jedoch im Team durchaus komplizierte Aufgaben erfüllen – etwa Infektions­herde etablieren oder in den Lichtor­ganen gewisser Fische hell aufleuchten. Dabei hängt der Erfolg davon ab, ob eine hinreichende Zahl von Artgenossen mitmacht. Das erfordert eine Art der Kommunikation, die man als "Quorum Sensing" bezeichnet. Sie dient dazu, die aktuelle Bevölkerungsdichte der eigenen Art zu messen. Jetzt sind weitere Besonderheiten der bakteriellen Gesellig­keit ans Licht gekommen, wobei die Ko­operation zwischen den Einzellern bis zur Selbstaufopferung gehen kann.

Grundelement jedes Zusammenle­bens ist, wie jeder Deutsche weiß, der Verein. Auch Mikroben können sich zu Verbänden zusammenrotten und gegen­ über anderen Gruppen von Artgenossen abgrenzen.

Schon 1946 berichteten Forscher erst­mals über eine merkwürdige Schwarmbil­dung von Bakterien der Art "Proteus mirabilis." Dabei halten einzelne Kolonien bei ihrer Ausbreitung auf Agarplatten deutlich sichtbar Abstand voneinander. Das Phänomen dient in der Klinik heute noch zur Klassifizierung dieser Mikroben. Jahrzehnte später zeigte sich, dass die getrennten Schwärme jeweils ver­schiedene Proteine aus der Familie der Proticine herstellen, die für Artgenossen in anderen Kolonien tödlich wirken können . Doch mit dieser chemischen Kriegsführung allein lässt sich die Ab­grenzung nicht erklären. Sie kommt nämlich auch dann zu Stande, wenn kei­ner der beiden Schwärme derartige To­xine herstellt.

Das Team von Peter Greenberg an der University of Washington in Seattle hat das Phänomen jetzt mit genetischen Me­thoden untersucht. Dabei machten die Forscher ein Sortiment von sechs Genen aus, deren Mutation, Entfernung oder Verdoppelung die Gruppenidentität der betroffenen Bakterien beeinflusst (Science, Bd. 321, S. 256). Diesem Sechser­ pack gaben sie den geradezu freudianisch anmutenden Namen "ids", für "identification of self" ; die Komponenten heißen entsprechend "idsA" bis "idsF".

Greenbergs Team erzeugte Bakterien­ stämme, denen eines, mehrere oder alle dieser ids­Gene fehlten, und untersuchte ihr Abgrenzungsverhalten gegen über derziertes Muster von Abhängigkeiten und Kombinationen. Zum Beispiel verträgt sich eine Bakterienkolonie völlig ohne ids­-Gene mit vier Varianten, bei denen jeweils nur ein Bestandteil des Sechser­ packs (B, C, D oder E) eliminiert ist. Der ids­lose Schwarm und seine vier Vereinsbrüder grenzen sich aber gegen­ über Kolonien ab, die alle Gene außer A oder F enthalten. ...
Januar 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Januar 2009

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