Bakterien tragen Farbmäntel

Einsatzgebiet: Medikamententests und Impfstoffe

Forscher der Hokkaido University in Sapporo haben Bakterien dazu gebracht, ihre Zelloberfläche mit jedem Molekül ihrer Wahl zu bedecken. Es ist ihnen gelungen, das Bakterium Escherichia Coli mit einer leuchtenden Hülle auszustatten. Dadurch kann E.-coli rasch detektiert werden. Prinzipiell wird es dadurch möglich, verschiedenfarbig leuchtende Bakterien herzustellen, die umgehend unter dem Mikroskop identifizierbar sind. Einsatzgebiete sind Medikamententests, Impfstoffe und die Synthese pharmazeutischer Komplexe, berichtet die aktuelle Online-Ausgabe des Fachblatts Nature.

Die äußere Zellwand der Bakterien bestimmt einen Großteil des bakteriellen Verhaltens. So sind verschiedene Moleküle in den Zellwänden für die Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika und Viren und Angriffen des Immunsystems verantwortlich. Die molekulare Aufmachung entscheidet aber auch über die Toleranz der Bakterien gegenüber extremen Bedingungen wie Temperatur, Druck und Säuregrad. Shin-Ichiro Nishimura und Kollegen stellten modifizierte Versionen der Bausteine der Bakterienzellwand her. Die Forscher koppelten leuchtende Fluoreszin-Moleküle mit den bakteriellen Bausteinen, den Peptidoglykanen. Peptidoglykane sind Zucker-Eiweiß-Moleküle, die zusammen die äußerste Membran der Zelle bilden. Die so modifizerten E.-coli-Bakterien leuchteten gelb-grün, wenn sie UV-Licht ausgesetzt wurden.

Die Bakterien blieben trotz der synthetischen Umhüllungen gesund, so die Forscher, die davon ausgehen, dass die Veränderungsmöglichkeiten prinzipiell endlos sind. Bakterien-Zellwände könnten so modifiziert werden, dass sie menschlichen Zellen ähneln. Dadurch können neue Medikamente getestet werden. In transformiertem Zustand seien sie auch fähig, gefährliche Chemikalien zu entfernen. Ausgestattet mit Haken, mit denen sie sich an eine feste Oberfläche einhaken können, steht auch der Synthese komplexer pharmazeutischer Produkte in industriellen Fermentations-Fässern nichts entgegen.