Komplexer als gedacht: das Leben der Bakterien

Zellen des Heubazillus Bacillus subtilis. In den Zellen sind zwei verschiedene Gene mit dem gelb oder blau floureszierenden Protein gekoppelt. Dadurch wird sichtbar, dass in jeder Zelle nur eines der beiden Gene aktiv sein kann und dass es auch einige Zellen gibt (schwarz), in denen keins der beiden Gene abgelesen wird. Foto: Universität Göttingen<br>

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Göttingen hat erstmals umfassend untersucht, unter welchen Bedingungen die Erbinformation des Heubazillus (Bacillus subtilis) umgesetzt wird. Das Bakterium ist normalerweise in der Erde zu finden, wird aber auch für die industrielle Herstellung von Enzymen und Vitaminen gezüchtet.

Die Studie zeigt, dass einige Gene des Heubazillus nur unter ganz bestimmten Bedingungen aktiv sind, etwa bei der Abwehr bestimmter Antibiotika. Andere Gene dagegen sind unter allen untersuchten Bedingungen aktiv. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass diese Gene eine besonders wichtige Rolle für das Bakterium spielen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Wissenschaftler versprechen sich von der Entschlüsselung der Erbinformation Aufschluss über die einzelnen Komponenten einer Zelle: Im Falle von Krankheitserregern könnten bestimmte Komponenten beispielsweise für die Auslösung der Krankheit verantwortlich sein und den Forschern somit Ansatzpunkte für die Abwehr der Erreger liefern. Allerdings werden zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nur kleine Teile der Erbinformation zu Proteinen – den Bausteinen einer Zelle – umgesetzt. Daher ist das Verständnis, wie die in der „genetischen Blaupause“ vorhandene Information umgesetzt wird, für die Forschung von größter Bedeutung.

In ihrer Studie untersuchten die Forscher nun die Aktivität von 4.000 Genen des Heubazillus unter mehr als hundert verschiedenen Bedingungen, wie sie in der Natur, im Labor oder bei der industriellen Züchtung vorstellbar sind. „Damit ist es uns erstmals gelungen, für einen Organismus die gesamte Dynamik seiner Lebensvorgänge zu verstehen“, erläutert Prof. Dr. Jörg Stülke, Leiter der Abteilung für Allgemeine Mikrobiologie der Universität Göttingen. Der Göttinger Beitrag zur Studie bestand aus einer Datenbank, in der alle verfügbaren Informationen über die Gene und Proteine des Heubazillus verzeichnet sind. „Die Datenbank ermöglichte uns, auch bei derart großen Datenmengen Zusammenhänge schnell zu erkennen“, so Prof. Stülke.

Originalveröffentlichung: Pierre Nicolas et al. Condition-Dependent Transcriptome Reveals High-Level Regulatory Architecture in Bacillus subtilis. Science 2012. Doi: 10.1126/science.1206848.

Hinweis an die Redaktionen:
Prof. Stülke ist am 1. und 2. März telefonisch nur über die Pressestelle erreichbar.
Kontaktadresse:
Prof. Dr. Jörg Stülke
Georg-August-Universität Göttingen
Biologische Fakultät – Institut für Mikrobiologie und Genetik
Grisebachstraße 8, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-3781
E-Mail: jstuelk@gwdg.de

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Beate Hentschel idw

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