Einige Bakterien können Erbinformation tragende DNA-Moleküle aus der Umgebung aufnehmen und diese DNA in das eigene Genom integrieren. Wie und wo dieser als natürliche Kompetenz bezeichnete Prozess geschieht haben jetzt Wissenschaftler herausgefunden.
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Der Arbeitsgruppe von Peter Graumann, Professor für Mikrobiologie an der Universität Freiburg, gelang es kürzlich, einige dieser Prozesse in dem Bodenbakterium Bacillus subtilis mit bildgebenden Verfahren aufzuzeigen. Durch fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen, in denen Moleküle angefärbt und zum Leuchten gebracht werden, konnten die Forscher zeigen, dass die DNA an einem der beiden Zellpole von zwei DNA- bindenden Proteinen, mit Namen RecA und RecN, in Empfang genommen wird. Von dort aus gelangt die Erbinformation über dynamische Protein- Filamente vom Zellpol zum Chromosom der stäbchenförmigen Zellen, um dort integriert zu werden.
Bei der so genannten natürlichen Kompetenz handelt es sich demnach um einen hochgradig räumlich organisierten Prozess. Die fremde DNA gelangt an einer Stelle, sozusagen dem Mund des Bakteriums, in die Zelle und wird von dort auf das Chromosom weitergeleitet. Die Untersuchungen zeigen den Prozess der DNA-Aufnahme und der Rekombination in räumlicher Auflösung. Der Wissenschaftler kann analysieren, welche Proteine zu welchem Zeitpunkt und an welchem Ort der Bakterienzelle agieren, und interagieren.
Für die Zukunft hoffen die Forscher, Substanzen zu finden oder hervorzubringen, die den Prozess hemmen, um eventuell die Übertragung von Resistenzgenen in Krankenhäusern zu blockieren. Auch einige Krankheitserreger besitzen die Befähigung der natürlichen Kompetenz, wodurch sich Resistenzgene rasch von einem Bakterienstamm zum anderen verbreiten können, und die Keime damit immun gegen Antibiotika werden.
(Universität Freiburg, 22.07.2005 – NPO)
