Injektionsmaschinen in Bakterien entdeckt

Zürich – Biologinnen und Biologen der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich haben in zwei Bakterienarten eine Art molekularer Waffe entdeckt, die gezielt Substanzen in andere Zellen oder die Umgebung spritzt. Solche Prozesse könnten in der Biomedizin genutzt werden, um auf bestimmte Zelltypen abzuzielen oder Wirkstoffe abzufeuern.

An der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ist in zwei Zellarten ein bisher unbekannter Spritzenmechanismus entdeckt worden. Forschende des ETH-Instituts für Molekularbiologie und Biophysik um Professor Martin Pilhofer haben ihn in zwei zeitgleich in der Fachzeitschrift „Nature Microbiology“ veröffentlichten Studien beschrieben.

Gemäss einer Medienmitteilung fanden sie diese Injektionsmaschinen in zwei Zellarten: in auch Blaualgen genannten Cyanobakterien und im Meeresbakterium Algoriphagus machipongonensis. Sie funktionieren wie molekulare Spritzen: bei Kontakt mit potenziellen Zielzellen feuern sie ihre Proteinladung aus einer Röhre ab. Je nach Beladung dieser Spritzensysteme kann es die Verwandlung einer Larve auslösen, fremde Bakterienstämme abtöten oder gegen Fresszellen verteidigen.

Beide molekulare Speerkanonen kommen unerwartet häufig vor. Laut dem Hauptautor der Studie über das Cyanobakterien-Injektionssystem, Gregor Weiss, verweist das auf eine wichtige Rolle im Lebenszyklus dieser Bakterien. „Die neu entdeckten Nanomaschinen geben uns Hinweise darauf, dass kontraktile Injektionssysteme verbreiteter sind als angenommen“, so auch Charles Ericson, der mit einem Kollegen die Studie an dem Meeresbakterium veröffentlichte.

Laut ETH ist es denkbar, dass Forschende künftig deren aus mehreren Modulen aufgebaute Struktur in der Biomedizin nutzen. Sie könnten so umgestaltet werden, „dass die Speerkanonen auf bestimmte Zelltypen abzielen und Medikamente oder antimikrobielle Mittel abfeuern“. mm