Krieg der Einzeller: Saarbrücker Forscher entschlüsseln Wirkungsweise von Killerhefen

Wer bei Hefe nur an knackige Brötchen oder frisches Bier denkt, wird überrascht sein. Hefepilze, dazu gehören die Back- und Brauhefen genauso wie die Schimmelpilze, spielen eine wichtige Rolle in den Stoffkreisläufen der Natur. Viele der einzelligen „Müllschlucker“ sind ganz wesentlich daran beteiligt, dass organische Abfälle abgebaut werden. Im täglichen Überlebenskampf greifen die vermeintlich harmlosen Braugehilfen sogar zu „biologischer Kriegsführung“. Frank Breinig, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsteam von Professor Dr. Manfred Schmitt, hat nun den Mechanismus entschlüsselt, wie die sogenannten „Killerhefen“ wirken: Um unerwünschte Nahrungs-Konkurrenz loszuwerden, bilden diese Hefen Giftstoffe, sogenannte Toxine, die auf ganz unterschiedliche Weise wirken: Entweder das Gift zerstört die Zellmembran des Angreifers, indem es sie regelrecht durchlöchert und die Zelle somit „ausläuft“. Eine andere Möglichkeit unerwünschte Nebenbuhler loszuwerden besteht darin, sie an der Zellteilung und so an der Vermehrung zu hindern. Dazu schmuggelt sich das Gift quasi maskiert in den „Verdauungsapparat“ der gegnerischen Zelle und von dort weiter ins Zellinnere. Ist es hier erst einmal angelangt, läßt es seine „Maske“, ein bestimmtes Eiweißmolekül, fallen und schlüpft in den Zellkern, um dort die Synthese der zelleigenen Erbsubstanz (DNA) zu blockieren und die Zellteilung zu verhindern.

Der Krieg im Reagenzglas hat auch einen ganz praktischen Nebeneffekt: Da die Hefegifte sehr spezifisch wirken, könnten sie möglicherweise auch zur Behandlung von Pilzerkrankungen, sogenannten „Mykosen“, eingesetzt werden. Auch der zweite „Trick“ der raffinierten Einzeller, die Zellteilung des Gegners zu verhindern, wird zurzeit intensiv untersucht. Dabei geht es Professor Schmitt und seinen Mitarbeitern um die Frage, ob und wenn ja, wie auch Tumorzellen auf diese Art ausgebremst werden können.

Hefen sind zwar einzellige Lebewesen, haben aber dennoch eine ebenso komplexe innere Struktur wie die Zellen „höherer“ Organismen. Und genau wie ihre mehrzelligen Verwandten müssen sie sich in einem harten Überlebenskampf behaupten. Allerdings sind nicht alle Hefen zur „biologischen Kriegsführung“ befähigt: Meist lassen erst Viren die Hefe zu einem Killer werden. Hierbei programmiert das Virus den genetischen Bauplan der Hefezelle so um, dass diese nun das für Konkurrenten tödliche Virus-Gift produziert, gleichzeitig aber selbst vor diesem geschützt ist. Die Art des Virus bestimmt die Art des Giftes, das die Hefen dann produzieren. So kennt man heute alleine bei der Bäckerhefe bereits drei verschiedene Virustypen, die die Information für die Toxine K1, K2 oder K28 bereitstellen.

Die Forschung an den „Killerhefen“ ist noch nicht sehr alt: Erst 1963 wurde die biologische Kriegsführung im Mikrokosmos entdeckt. Prof. Schmitt forscht seit über 15 Jahren an den interessanten und vielversprechenden Giften und beschäftigt mehrere seiner 17 Mitarbeiter mit der molekularen Charakterisierung dieser Hefetoxine.

Ansprechpartner:

Professor Dr. Manfred Schmitt
Tel. 0681-302-4730