Biologie Wie Bakterien Bakterien jagen
Die Räuber-Beute-Verhältnisse unter Bakterien könnten Ideen für neue antibakterielle Strategien liefern.
Räuberische Bakterien, die sich von anderen Bakterien ernähren, nimmt das Forschungsteam um Dr. Christine Kaimer vom Lehrstuhl Biologie der Mikroorganismen der RUB unter die Lupe. Durch mikroskopische Untersuchungen und Proteinanalysen konnten sie die Strategien beobachten, die das Bodenbakterium Myxococcus xanthus anwendet. Es kombiniert mehrere Mechanismen, je nachdem, wie das Beutebakterium beschaffen ist, und arbeitet, wenn nötig, auch in Gruppen. Die Erkenntnisse könnten künftig helfen, antibakterielle Strategien zu entwickeln. Das Team berichtet in der Zeitschrift Applied and Environmental Microbiology vom 12 Februar 2021.
Bakteriengruppen auf Nahrungssuche
Räuber-Beute-Beziehungen sind uns vor allem aus dem Tierreich bekannt, sie gehören aber auch zur Überlebensstrategie bestimmter Bakterien: Bakterielle Räuber, Prädatoren genannt, töten gezielt Bakterien einer anderen Art ab, um sich von ihnen zu ernähren. Zu den räuberischen Arten zählen viele Myxobakterien, die im Boden weit verbreitet sind und einzigartige Verhaltensmuster zeigen: Zahlreiche Einzelzellen finden sich zu großen Gruppen zusammen, die gemeinsam auf Nahrungssuche gehen oder, bei Nährstoffmangel, dreidimensionale Fruchtkörper bilden. „Die Bewegungsmechanismen der Myxobakterien sind recht gut untersucht, aber zu den molekularen Vorgängen der Prädation und ihrer Bedeutung in komplexen Bakteriengemeinschaften sind noch viele Fragen offen“, so Christine Kaimer.
„In dieser Arbeit sind wir der Frage nachgegangen, welche Mechanismen dieser Räuber verwendet, um strukturell unterschiedliche Beutebakterien abzutöten“, erklärt Kaimer. Die Beobachtungen haben gezeigt, dass wohl mehrere Mechanismen unterschiedlich miteinander kombiniert werden: Die Beutezellen werden zunächst von einer Räuberzelle im direkten Zell-Zell-Kontakt getötet. Für Gram-negative Beutebakterien mit einer dünnen Zellwand reicht das aus, um die Zelle auch aufzulösen und an die Nährstoffe im Innern zu gelangen. Zum Zersetzen von Gram-positiven Beutebakterien mit einer dicken Zellwand braucht der Räuber zusätzliche Proteine, die er in die Umgebung freisetzt. „Dafür scheint auch die Bildung größerer Räubergruppen besonders wichtig zu sein“, beschreibt Christine Kaimer.
