Beeindruckte Bakterien – Forschende machen Einfluss des Wirts auf Bakterienstoffwechsel sichtbar

Der Stoffwechsel der Bakterien wird mir Hilfe eines Infrarot-Lichtstrahls sichtbar gemacht. Bakterien sind im Hintergrund zu sehen. Die weiße Linie stellt das Infrarot-Spektrum dar. (Foto: Tom Grunert/Vetmeduni Vienna)

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Bakterien passen sich ihrer Umgebung an. Diese Anpassungsfähigkeit macht die Keime zu Überlebenskünstlern in ihrem Wirt. Forschende der Vetmeduni Vienna haben nun gezeigt, dass sich ein und derselbe Bakterienstamm in verschiedenen Mäusen unterschiedlich entwickelt. Der Stoffwechsel der Bakterien verändert sich je nach Genetik des Wirts. Den individuellen Stoffwechsel-Fingerprint in den Bakterien machen die Forschenden mit Infrarotlicht sichtbar. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Plos One veröffentlicht.

Tom Grunert und Monika Ehling-Schulz vom Institut für Mikrobiologie sowie die Gruppe um Mathias Müller vom Institut für Tierzucht und Genetik haben den Einfluss des Wirtes auf den Stoffwechsel von Bakterien untersucht. Dazu infizierten sie drei verschiedene Mausstämme mit dem bakteriellen Krankheitserreger Listeria monocytogenes. Es zeigte sich bereits nach kurzer Zeit, dass die drei Mäusegruppen, je nach genetischem Hintergrund, unterschiedlich stark erkrankten. Der Symptomverlauf war in allen drei Mausstämmen unterschiedlich schwer.

Nach einigen Tagen entnahmen die Forschenden die Bakterien wieder aus den Tieren und analysierten sie auf Veränderungen im Stoffwechsel. Tatsächlich hatte sich der sogenannte metabolische Fingerprint in den Bakterien verändert. Je nach Wirt, in dem die Bakterien angesiedelt waren, hatte sich deren Proteinzusammensetzung verändert.

„Die Erkenntnis könnte auch die Herangehensweise an Infektionskrankheiten verändern. Jeder Patient ist anders und so auch seine Bakterien“, erklärt der Erstautor Grunert.

Bakterien besitzen flexiblen Stoffwechsel

Die untersuchten Bakterien wurden anschließend wieder im Labor kultiviert. Nach einiger Zeit veränderte sich ihr Stoffwechsel. Die Bakterien aus allen drei Mausstämmen zeigten dann wieder den gleichen metabolischen Fingerabdruck. „Wir vermuten, dass Bakterien über eine Art Gedächtnis verfügen. Erst nach längerer Zeit unter wirtsfreien Laborbedingungen wird dieser sogenannte ‚Memory Effect‘ wieder aufgehoben“, erklärt die Studienleiterin Monika Ehling-Schulz.

Mehr dazu in der Presseinformation "Beeindruckte Bakterien – Forschende machen Einfluss des Wirts auf Bakterienstoffwechsel sichtbar". 2

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