Posted in: Biologie, Chemie 8. Juni 2011 14:49 Weiter lesen →

Bakterien säen, um zu ernten

EM-Aufnahme zeigt zwei Bakterienzellen mit dünnen Fortsätzen, darin dunkle Punkte wie Perlen auf der Schnur Bakterien beherrschen einen verblüffenden Trick, um ihre Reichweite zu vergrößern. Das haben amerikanische Forscher am Beispiel von Bodenbakterien entdeckt. Die Mikroben können aus ihrer Oberfläche lange Fortsätze ausstülpen, die enzymgefüllte Bläschen enthalten. Auf diese Weise reduzieren sie möglicherweise ihre Abhängigkeit vom Wasser.

Bild: Shetty A et al. (2011). PLoS ONE 6(6): e20725. doi:10.1371/journal.pone.0020725 (Creative Commons Attribution 2.5 Generic)

Gerade im Lebensraum Boden könnten die tentakelartigen Fortsätze den Bakterien gute Dienste leisten, vermuten die Forscher um William Hickey von der University of Wisconsin. Der Wasserfilm auf den Bodenteilchen sei oftmals zu dünn, als dass Bläschen voller Enzyme darin diffundieren könnten, erläutern die Mikrobiologen im Fachblatt „PLoS ONE“. Mithilfe der Fortsätze könnten Bakterien auch unter solchen Bedingungen Nährstoffe in ihrer Umgebung aufschließen.

Hickey und Kollegen fanden die bislang unbekannten Fortsätze in Kulturen des Bakteriums Delftia, die als einzigen Nährstoff den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoff Phenanthren enthielten. Unter dem Elektronenmikroskop zeigten sich zwischen den Bakterienzellen zahlreiche dünne Schläuche, die Reihen von Membranbläschen enthielten. Aufgrund der Ähnlichkeit mit Erbsen in der Hülse bezeichnen die Forscher die Gebilde als „Nanoschoten“. Ähnliche Strukturen konnten sie auch bei anderen Bakterien nachweisen.

Weitere Untersuchungen ergaben, dass es sich bei den Schläuchen um Ausstülpungen einer dünnen Proteinhülle handelt, mit der sich die Bakterien umgeben. Die Bläschen werden wiederum von der darunter liegenden Zellmembran abgeschnürt. Sie enthalten Proteine, die wahrscheinlich zum Abbau aromatischer Kohlenwasserstoffe dienen. Tatsächlich bildeten die Bakterien nur noch wenige Fortsätze, wenn sie mit gängigeren Nährstoffen wie etwa einfachen organischen Säuren versorgt wurden.

„Nanoschoten sind ein neues bakterielles Organell“, sind Hickey und Kollegen überzeugt. Zwar sei das Abschnüren von Membranbläschen eine von vielen Bakterien genutzte Methode, um Signalstoffe, Toxine oder Enzyme abzugeben. Das Prinzip, diese Pakete eigenhändig auszustreuen, sei jedoch ein Novum, so die Forscher: „Nanoschoten könnten es Bakterien in der Umwelt gestatten, den Einflussbereich ihres Stoffwechsels auf eine Art und Weise auszuweiten, wie sie von diesen Organismen nicht bekannt war.“

Forschung: Ameesha Shetty und William J. Hickey, Molecular and Environmental Toxicology Program und Department of Soil Science, University of Wisconsin, Madison; Grant J. Jensen, Division of Biology und Howard Hughes Medical Institute, California Institute of Technology, Pasadena; und andere

Veröffentlichung PLoS ONE, Vol. 6(6), e20725, DOI 10.1371/journal.pone.0020725

WWW:
Department of Soil Science, University of Wisconsin
Structure and Function of Bacterial Cells
Phenanthren

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