Massenselbstmord unter Bakterien

News: Massenselbstmord unter Bakterien

Bakterienzellen opfern sich mitunter selbst, um die restliche Kolonie vor einer Virusinfektion zu schützen. Der Selbstzerstörungsmechanismus wird verblüffenderweise von einem Protein des Virus ausgelöst. Mit dieser Erkenntnis könnten neue Medikamente entwickelt werden, die krankheitserregende Bakterien austricksen.

Larry Snyder und seine Mitarbeiter von der Michigan State University in East Lansing beobachteten den Selbstmord der Bakterien zum ersten Mal an Escherichia coli K-12, einem ungefährlichen Stamm des Darmbakteriums. Zellen, die von T4-Bakteriophagen befallen wurden, starben ab, bevor das Virus sich vermehren konnte. Damit verhinderten sie, daß sich die Infektion in der Kolonie ausbreiten konnte.

Snyder fand heraus, daß ein Enzym mit dem Namen Lit – für Late Inhibitor of T4 die Selbstzerstörung einleitete. Seine Mitarbeiter und er entdeckten 1998 zwei Moleküle, die an Lit binden. Eines davon ist der Elongationsfaktor Tu (EF-Tu), ein bakterielles Protein, das für die gesamte Proteinproduktion der Zelle essentiell ist. Das andere Molekül mit dem Namen Gol stammt dagegen von dem Bakteriophagen selbst – es ist eine Region seiner Proteinhülle.

Colin Kleanthous und Ryan Bingham von der University of East Anglia in Norwich entschlüsselten jetzt den Sabotageakt der Bakterienzellen. Wenn sich Gol an EF-Tu bindet, wird dessen Struktur geringfügig verändert. Damit wird es zum Zielobjekt für Lit, der das Protein zerstört. Die Folge davon ist, daß in der Zelle keine Proteine mehr produziert werden und das Virus sich nicht vervielfältigen kann. Die restliche Kolonie bleibt gesund. "Lit ist fast ein primitives Immunsystem", sagt Kleanthous.

Die Herkunft dieses Schutzmechanismus ist ein Rätsel. Warum sollte das Virus ausgerechnet seinen Wirt umbringen, den er doch für die eigene Vermehrung braucht? Kleanthous vermutet, daß der Bakteriophage ursprünglich mit Gol an EF-Tu binden mußte, um zu überleben. Die Bakterien durchschauten diesen Trick jedoch und entwickelten mit Lit eine Art "Wachposten" gegen die Eindringlinge.

Falls sich dieser Mechanismus auch in krankheitserregenden Bakterien findet, könnten damit neue Medikamente entwickelt werden – Wirkstoffe, die Gol nachahmen, und so den Selbstmord der Bakterienzellen auslösen.

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