Mikrobielle Kommunikation

Wenn morgens nach dem Aufwachen ein Pelz auf den Zähnen zu kleben scheint, haben sich Bakterien in unserem Mund zu Gemeinschaften zusammen geschlossen. Sie bilden widerstandsfähige Biofilme – nicht zufällig, sondern ganz gezielt. Während wir schlafen, tauschen sie sich aus, sprechen sich ab, organisieren sich und bauen ihre ganz spezielle Wagenburg. Aber auch im Ozean unterhalten sich die Bakterien: Sie stimmen sich mit mikroskopisch kleinen Algen ab, von deren Ausscheidungsprodukten sie leben, und die wiederum von den Bakterien mit lebenswichtigen Vitaminen versorgt werden. Das hat Auswirkungen auf Planktonblüten und den Kohlenstoffkreislauf. Unsere Wissenschaftler erforschen diese regen Unterhaltungen – um gezielt dazwischen reden zu können.

Unsere Forschung

Bakterien sprechen miteinander – aber da sie keinen Mund und auch keine Ohren haben, verwenden sie dafür nicht Töne, sondern chemische Signale. Sie geben kleine Moleküle an ihre Umgebung ab und lesen die Moleküle anderer Bakterien aus. Wissenschaftler nennen diese Moleküle "Autoinducer".

Aus ihrer Struktur und Konzentration in der Umgebung erfährt die Bakterienzelle genau, wie viele Artgenossen sich in der Nachbarschaft befinden. Diese Art der chemischen Kommunikation – das „Quorum Sensing“ – verrät ihnen, ob verwandte Arten oder unbekannte Bakterienpopulationen in der Nähe sind. Je nachdem, in welcher Nachbarschaft sich die Bakterien befinden und wie viele sie sind, steuern die Autoinducer beispielsweise die Leuchtfähigkeit, die Fähigkeit krank zu machen, die Produktion von Antibiotika, oder die Bildung von Biofilmen.

Die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe "Mikrobielle Kommunikation" untersuchen die Mechanismus des Quorum Sensing bei Streptococcus mutans, dem wichtigsten Erreger der Karies, und bei Dinoroseobacter shibae, einem Vertreter der Roseobacter Gruppe. Dabei setzen sie verschiedene molekularbiologische Methoden ein: Gen knock-outs, Microarrays, mRNA Sequenzierung und andere. Ziel ist ein umfassendes Verständnis der durch Quorum Sensing gesteuerten Vorgänge in der Zelle. Sie haben neue Testsysteme entwickelt, um Hemmstoffe für das Quorum Sensing zu finden. Dafür sind besonders die Fruchtkörper bildenden Bodenbakterien, die Myxobakterien, interessant. die eine Fülle von neuen Naturstoffen mit unbekannten biologischen Eigenschaften herstellen.

Damit arbeiten sie an einer völlig neuen Strategie für die Entwicklung von Medikamenten gegen bakterielle Erreger, die darauf abzielt, den Erreger nicht zu töten, sondern seine Fähigkeit zu schwächen, uns krank zu machen.

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  • Störfunk im Mund - Ein neuer Weg gegen Plaque
    Pelz auf den Zähnen ist nicht nur unangenehm, sondern vor allem der Auslöser für Karies. Das einzige Mittel gegen den Bakterienangriff: Zahne putzen. Weshalb nach jeder neuen Nacht wieder Millionen Bakterien unsere Zähne besiedeln und was wir in Zukunft dagegen tun können, erklärt Ihnen Irene Wagner-Döbler. Und legen Sie die Zahnbürste schon einmal bereit...