In der Not können Bakterien auf alte Tricks zurückgreifen

L-Form-Bakterien vermehren sich, indem sie mehrere runde Zellen bilden.

Bakterien können sich in Zellen ohne Zellwand verwandeln und sich auf ungewöhnliche Weise vermehren, was sie vor Antiobiotika schützt

Bakterien besitzen in aller Regel zum Schutz eine Zellwand, und sie teilen sich normalerweise zur Reproduktion. Das aber muss auch bei Bakterien nicht notwendig so sein, die unter normalen Bedingungen eine Zellwand haben. So besitzt der Bacillus subtilis, dessen Genom 1997 sequenziert wurde und über 4 Millionen Basenpaare enthält, eine grampositive Zellwand, ein Chromosom und teilt sich zur Reproduktion, unter Stress werden Sporen gebildet. Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise unter Einwirkung von Antibiotika, greifen die Bakterien jedoch zu einer anderen Reproduktionsweise, die möglicherweise zu Beginn der Evolution von Zellen vor mehr als zwei Milliarden Jahren entwickelt worden war.

Bild aus einem mikroskopischen Video der Forscher der Newcastle University über die alternative Vermehrung

Ähnlich wie einige andere Bakterien kann B. subtlilis in die L-Form übergehen, wenn es mit Penicillin angegriffen wird, das die die Zellwand zerstört. In der L-Form haben Bakterien keine Zellwand, sondern nur noch eine dünne Membran, weswegen dann viele Antibiotika nicht mehr wirken. Der Trick ist zwar schon lange bekannt, aber man weiß bislang wenig über L-Form-Bakterien.

Nun haben Wissenschaftler der Newcastle University, wie sie in Nature berichten, ein Verfahren entwickelt, wie sich solche L-Form-Bakterien von B. subtilis herstellen lassen. Dabei haben sie auch entdeckt, dass die Bakterien weiterhin genetisch die Möglichkeit besitzen, sich in ein zellwandloses Bakterium zu verwandeln. Damit konnten sie Angriffe – beispielsweise von anderen Mikroorganismen - auf die Zellwand ins Leere laufen lassen. Während solche zwar immer vorgekommen sind, ist die Umwandlung seit der Entwicklung der Antibiotika für das Überleben der Bakterien vielleicht noch wichtiger geworden.

L-Form-Bakterien vermehren sich, indem sie mehrere runde Zellen bilden.

Verantwortlich dafür scheint ein Gen zu sein. Es reicht eine Mutation im ispA-Gen, um eine tausendfache Steigerung in der Bildung von L-Form-Bakterien zu verursachen. Die meisten dieser Bakterien teilen sich nicht, sondern wachsen zunächst. Dann lassen sich Erschütterungen feststellen, es kommt zu Ausbuchtungen, bis schließlich aus der größeren Zelle um die fünf runde Zellen entweichen, was die Forscher in einigen mikroskopischen Videos dokumentieren konnten..

Bild aus einem mikroskopischen Video der Forscher der Newcastle University über die alternative Vermehrung

Die Wissenschaftler vermuten, dass die Vorläufer Bakterien mit einer Zellwand sich auf diese Weise vermehrt haben könnten, bis mit der Zellwand die Zellteilung begonnen hat. Aus weiteren Erforschung der L-Form-Bakterien könnten sich Möglichkeiten finden lassen, um die Entwicklung von Resistenz gegen Antibiotika zu bekämpfen. (Florian Rötzer)

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