3D-Mikro-Waffen

Bakterien-Art wehrt sich mit Dolchen gegen Amöben

Künstlerische Darstellung der Mikro-Dolche

(Bild: Leo Popovich)

Eine faszinierende Entdeckung haben österreichische und Schweizer Wissenschaftler gemacht. Sie entdecken bei einer Bakterienart eine dreidimensionale Struktur, die winzigen Dolchen ähnelt, mit denen diese sich gegen ihre Fressfeinde, die Amöben, wehren können.

Bakterien müssen sich vor Amöben (oft auch als Wechseltierchen bezeichnet) in Acht nehmen, denn für die hungrigen Einzeller gelten sie als beliebte Beute. Sie fangen sie mit ihren Scheinfüsschen ein und verdauen sie. Ein Team um Matthias Horn vom Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung an der Universität Wien hat nun ein Amoebophilus getauftes Bakterium entdeckt, das im Inneren von Amöben überleben kann.

Gemeinsam mit Forschern der ETH Zürich haben sie einen Mechanismus gefunden, von dem sie annehmen, dass er für das Überleben von Amoebophilus zentral ist: Eine Ausfahrvorrichtung mit Mikro-Dolche (das Bild unten zeigt eine 3D-Darstellung), die sie gegen die Wechseltierchen einsetzen.

3D-Darstellung eines Mikro-Dolches

(Bild: ETH Zürich/Désirée Böck)

Befreiung aus dem Amöbenmagen
Aufgenommene Bakterien befinden sich in den Amöben in einem spezialisierten und von einer Membran umgebenen Verdauungskompartiment (einem zellulären Raum; Anm.). "Unsere Forschungsresultate legen nahe, dass die Bakterien in der Lage sind, die Dolche in diese Membran zu stoßen", sagt Désirée Böck von der ETH-Zürich. Das führe dazu, dass das für das Bakterium unwirtliche Kompartiment zerfällt und das Amoebophilus-Bakterium freigibt. Außerhalb des Verdauungskomplexes, aber immer noch im Innern der Amöben, können die Bakterien überleben und sich sogar vermehren, berichten die Forscher im Fachmagazin "Science".

Mikroskopische Aufnahme einer Amöbe

(Bild: Wikipedia)

Wie genau das Verdauungskompartiment zerstört wird, ist noch unklar. Möglicherweise reißt die Hülle aus mechanischen Gründen von alleine. "Denkbar ist aber auch, dass die Dolche der Amoebophilus-Bakterien mit einer Art Pfeilgift - mit membranabbauenden Enzymen - imprägniert sind. Im Erbgut der Bakterien sind die Bauanleitungen für solche Enzyme vorhanden", erläutert das Team um Matthias Horn. "Wir gehen davon aus, dass sich die Gene von Vorläufern heutiger Bakteriophagen vor langer Zeit ins Erbgut der Bakterien eingenistet haben und als Verteidigungssystem gegen Amöben umfunktioniert haben", so die Wiener Forscher.