Funktion des Immunsystems von Bakterien geklärt

Bakterien verfügen über ein ausgeklügeltes Immunsystem, das sie vor Angriffen von Viren schützt, den sogenannten Phagen. Es hilft auch gegen Medikamente, mit denen bakterielle Erkrankungen bekämpft werden, sodass sie unwirksam werden.

Bakterien verfügen über ein ausgeklügeltes Immunsystem, das sie vor Angriffen von Viren schützt, den sogenannten Phagen. Es hilft auch gegen Medikamente, mit denen bakterielle Erkrankungen bekämpft werden, sodass sie unwirksam werden. Zu diesem Schluss kommen Forscher um Rotem Sorek vom Weizmann Institute of Science in ihrer aktuellen Arbeit. Das Wissen könnte zu neuen Arzneimitteln führen, die die Abwehrkräfte von gefährlichen Bakterien schwächen oder gar ausschalten. Noch vor zehn Jahren gingen Forscher davon aus, dass Bakterien kein Immunsystem haben, das sich an die Entwicklung der Phagen anpasst. Das änderte sich mit der Entdeckung von CRISPR, das sind bestimmte Abschnitte in den Erbinformationen, die der Abwehr von Phagen dienen. Die Vermutung lag nahe, dass dieses System nicht die einzige Waffe der Bakterien ist, aber bisher gab es keinen Weg, weitere Teile des Immunsystems zu entdecken.

Jetzt hat Soreks Team zehn weitere Mechanismen identifiziert, mit denen sich Bakterien vor Angriffen von Phagen schützen. "Das System, das wir entdeckt haben, ist völlig unterschiedlich zu dem, was wir bisher gesehen haben", sagt Sorek. Sein Team hat ein Computerprogramm entwickelt, mit dem sich das Genom von 50.000 Bakterien auf Abwehrwaffen gegen Phagen scannen lässt. Die Experten fanden eine Reihe von Genabschnitten, die dafür infrage kamen. Das Analyseprogramm konnte zeigen, wie die einzelnen Gene zusammenarbeiten, um Angriffe von Phagen gemeinsam abzuwehren. Dabei reduzierten sie die Zahl von Genen, die in die Abwehr verwickelt sein könnten - und zwar von einigen Millionen auf einige 100.

Diese Gene überließen die Forscher einem kommerziellen Labor, das die Abschnitte, in die Abwehr von Phagenangriffen verwickelt sein könnten, vereinzelte. Schließlich wurden diese Teile Bakterien verabreicht, deren Immunsystem zuvor lahmgelegt worden war. Jetzt wurden sie den Angriffen von Phagen ausgesetzt. Überlebten sie diese, so gehörte dieser Genabschnitt zur Immunabwehr. Auf diese Weise identifizierten die Forscher die zehn Abschnitte, die die Bakterien zu ihrer Verteidigung nutzen. Sorek glaubt, dass es hierbei noch mehr zu entdecken gibt und sucht weiter.

Quelle: Weizmann Institute of Science/pressetext

31.01.2018

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