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Biophysik: Gegen den Strom

Bakterien können sich in Flüssigkeiten gegen die Stromrichtung bewegen. Dabei zeigen sie seltsame Bewegungsmuster, die Forscher nun erstmals theoretisch analysiert haben. Die Erkenntnisse könnten helfen, die Kontamination medizinischer Geräte zu vermeiden.

Wenn Bakterien sich in medizinischen Geräten ansiedeln, ist das eine ernste gesundheitliche Bedrohung. Dass die Mikroben unter bestimmten Bedingungen in wasserdurchströmten Kanälen stromaufwärts schwimmen können, beunruhigt da umso mehr. Das kann beispielsweise Katheter kontaminieren, die in den Körper eines Patienten eingeführt wurden. Physiker um Anke Lindner von der Université Paris Diderot haben nun erstmals praktisch untersucht und theoretisch beschrieben, wie sich Bakterien der Spezies Escherichia coli an der Strömung des umgebenden Mediums orientieren. Bisher hatten Fachleute nur unzureichend verstanden, wie diese »Rheotaxis« funktioniert (»rheo«: griechisch für »das Fließen«, »taxis«: griechisch für »Ausrichtung«), denn Mikroben haben komplexe Bewegungsapparate entwickelt, die auf verschiedenste Weise mit der Umgebung wechselwirken. Das Team um Lindner förderte dazu Überraschendes zu Tage …

Mai 2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Mai 2020

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  • Quellen

Mathijssen, A. et al.: Oscillatory surface rheotaxis of swimming E. coli Bacteria. Nature Communications 10, 2019

Spengler, C. et al.: Strength of bacterial adhesion on nanostructured surfaces quantified by substrate morphometry. Nanoscale 42, 2019

Tung, C. et al.: Emergence of upstream swimming through a hydrodynamic transition. Physical Review Letters 114, 2015