Posted in: Biologie, Chemie 30. Juni 2010 14:26 Weiter lesen →

DNA lässt Bakterien ausschwärmen

Fluoreszenz-Mikroskopaufnahme zeigt dichtes Gewimmel roter Zellen, zwischen ihnen einige gelb-grüne bzw. bläuliche Punkte Sterbende Bakterien dienen ihren Nachkommen als mahnendes Beispiel, vermuten amerikanische Mikrobiologen. Aus toten Bakterienzellen freigesetzte Erbgutstränge bewirken demnach, dass sich bewegliche Tochterzellen nicht gleich vor Ort niederlassen, sondern anderswo ihr Glück suchen.

Fluoreszenzmikroskopischer Blick in einen Caulobacter-Biofilm mit rot fluoreszierenden Bakterienzellen, blauen Haftorganen und gelb-grünen Strängen extrazellulärer DNA. Einige Zellen bilden kleine Bündel, indem sie an den gleichen DNA-Strang binden. Bild: Cécile Berne

Der Effekt könnte einen Schutz vor sich verschlechternden Umweltbedingungen darstellen und generell die Ansiedlung in einem bereits etablierten Biofilm unterdrücken, glauben die Forscher um Yves Brun von der Indiana University in Bloomington. Auf diese Weise könnte die Balance zwischen Ortstreue und Ausbreitung an die momentane Situation angepasst werden.

Mit dem „Stängelbakterium“ Caulobacter crescentus studieren Brun und seine Arbeitsgruppe einen harmlosen Bewohner von nährstoffarmen Gewässern und Wasserleitungen. Die Bakterien verankern sich mit einem langen Stängel samt Haftscheibe am Untergrund. Neu gebildete Tochterzellen besitzen zusätzlich eine bewegliche Geißel, dank derer sie umherschwimmen können, bevor sie sich selbst niederlassen und zusammen mit anderen einen schützenden Biofilm bilden.

Ein häufiger Bestandteil solcher Biofilme, aus toten Zellen freigesetztes Erbgut, unterdrückt die Ansiedlung der Schwärmer allerdings, fanden die Forscher. Der Effekt kommt zustande, indem sich die langen DNA-Stränge an das Haftorgan der Zellen anlagern und so dessen Kohlenhydrat-Klebstoff regelrecht blockieren.

Verblüffenderweise scheine die Hemmung artspezifisch zu sein, erläutert Bruns Kollege David Kysela: „DNA von nicht verwandten Spezies wird von den Schwärmern ignoriert.“ Wie diese Spezifität zustande komme, sei noch unbekannt. Da verschiedene Bakterienarten unterschiedliche Ansprüche an die Umwelt stellten, liefere sie den Schwärmern einen besonders verlässlichen Eindruck von der Umgebung und ihrer Eignung für die Ansiedlung.

Forschung: Cécile Berne, David T. Kysela und Yves V. Brun, Department of Biology, Indiana University, Bloomington

Online-Veröffentlichung Molecular Microbiology, DOI 10.1111/j.1365-2958.2010.07267.x

WWW:
Yves Brun, Indiana University
Caulobacter
Biofilms

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