Bakterium mit Enterhaken

Bakterien sind sehr einfach strukturiert. Im Gegensatz zu Tieren besitzen diese einzelligen Organismen kein Nervensystem und keine Sinnesorgane. Wie schaffen sie es dennoch, einen strategisch günstigen Kurs zu halten und in eine bestimmte Richtung zu steuern? Wissenschaftler haben nun die Bewegung jenes Bakteriums, das unter anderem Tripper und Bindehautentzündung auslösen kann, unter die Lupe genommen. "Dieses Bakterium bewegt sich mithilfe einer Reihe spezieller 'Enterhaken' fort, die über seine Oberfläche verteilt sind. Wir vermuten, dass dabei eine Art Tauziehen stattfindet – die stärkere Seite gewinnt", erklärt Doktorandin Claudia Holz. Sie gehört zum Team von Prof. Dr. Berenike Maier vom Institut für Molekulare Zellbiologie. An der Studie beteiligt sind zudem Wissenschaftler um Prof. Dr. Alexander Schmidt vom Institut für Infektiologie der WWU sowie ein Forscher aus Oslo.

Krankheitserregende Bakterien haften ihrem Wirt fest an. Gleichzeitig müssen sie beweglich sein, um dessen Oberfläche – zum Beispiel menschliche Schleimhäute – zu besiedeln. Hierzu hat der Tripper-Erreger Neisseria gonorrhoeae wie viele andere Bakterienarten molekulare "Enterhaken" entwickelt, sogenannte Pili. Diese fungieren als Motoren, die das Bakterium über Oberflächen ziehen können. Sie haften sowohl an menschlichen Zellen als auch an Oberflächen wie Glas oder Plastik. "Der Trick besteht darin, dass die Länge der Pili dynamisch ist. Das Bakterium kann sie verlängern und wie Enterhaken an eine Oberfläche ankleben. Durch anschließende Verkürzung werden sehr hohe Kräfte auf den Zellkörper erzeugt, wodurch das Bakterium über die Oberfläche gezogen wird", erklärt Berenike Maier.

Die Wissenschaftler haben gezeigt, dass bis zu 20 zufällig auf der Bakterienoberfläche verteilte Pili Einfluss auf die Bewegung nehmen können. Die Bakterien bewegen sich nicht völlig zufällig oder ungerichtet, sondern zeigen wie viele Tiere die Tendenz, die jeweils gegenwärtige Bewegungsrichtung eine Weile beizubehalten. "Wir vermuten, dass solch ein Bewegungsmodus als Strategie zum Auffinden geeigneter Nahrungsquellen oder zum Besiedeln eines Wirtes sehr effizient ist", betont die Doktorandin.

w|l