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Gen-Tricks: Bakterien fressen Antibiotikum

Resistenzen waren gestern - jetzt haben Fachleute gentechnisch Bakterien erzeugt, die sich vom Antibiotikum Penizillin sogar ernähren. Gefährlich sind sie aber nicht.
Molekül in der PilleLaden...

Antibiotika sind dafür da, Bakterien zu töten. Eigentlich jedenfalls. Nun allerdings haben Fachleute einen gentechnisch veränderten Organismus erzeugt, der sich von Penizillin ernährt. Wie Gautam Dantas von der Washington University in St Louis zusammen mit seinem Team berichtet, reichten vier neue Gene aus, um das Bakterium E. coli so sehr an Penizillin anzupassen, dass das antimikrobielle Molekül diesem sogar Energie liefert. Wie die Arbeitsgruppe in »Nature Chemical Biology« schreibt, stammt das Erbgut aus Bodenbakterien der Gruppen Burkholderia, Pseudomonas und Pandoreae, die von Natur aus Penizillin abbauen können. Den künstlichen Penizillin-Fresser erzeugte die Dantas-Gruppe, um zu zeigen, welche Gene für dieses Talent verantwortlich sind – und wie der Abbau funktioniert. Die Forschung zeigt, wie vielseitig Bakterienstoffwechsel sein kann; für menschliche Krankheiten und ihre Erreger hat sie jedoch keine Bedeutung.

Dass manche Bakterien nicht nur resistent sind, sondern Antibiotika auch aktiv abbauen können, ist schon länger bekannt. Das hat aber nichts mit den Antibiotika aus der Medizin zu tun: Viele Mikroorganismen in Böden nutzen antibiotische Wirkstoffe, um die Konkurrenz auf Distanz zu halten oder um Signale an Artgenossen zu übermitteln. Eine Gefahr für den Menschen geht von den Antibiotika-Fressern deshalb nicht aus: Zu Burkholderia und Pseudomonas gehören zwar auch Krankheitserreger, die untersuchten Bakterienstämme sind jedoch harmlos. Die Arbeitsgruppe fand sie, indem sie verschiedene Bodenbakterien auf einen Nährboden mit Penizillin als einziger Kohlenstoffquelle züchtete – und die Überlebenden dann gründlich untersuchte.

Wie sich zeigte, zerstören die Bakterien das Antibiotikum mit dem wohlbekannten Enzym Beta-Lactamase, das auch für klassische Resistenzen zuständig ist. Anschließend aber bilden die Bakterien aus dem gespaltenen Wirkstoff wiederum das Molekül Phenylacetamid – und das kann ihr Stoffwechsel verarbeiten. Das heißt allerdings auch, dass andere Antibiotika ohne diesen Molekülteil von den Mikroben nicht verdaut werden können, weil der restliche Stoffwechsel nicht mitmacht. Es besteht also keine Gefahr, dass Krankheitserreger in Zukunft durch verschiedene Antibiotika quasi gedüngt werden könnten. Damit klingt die These der Arbeitsgruppe, mit solchen biochemischen Tricks ließen sich Antibiotika aus der Umwelt entfernen, allerdings auch eher weit hergeholt.

18/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 18/2018

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