Genom eines probiotischen Bakteriums entschlüsselt

Wissenschaftler der Justus-Liebig-Universität Gießen haben das komplette Genom eines probiotischen Bakteriums entschlüsselt – damit können probiotische Eigenschaften wie die Stärkung des Immunsystems oder die Regulierung der Darmtätigkeit besser untersucht werden.

Mit Hilfe neuester Sequenziertechniken konnte das Team des Instituts für Medizinische Mikrobiologie unter der Leitung von Prof. Dr. Eugen Domann das Genom des Bakeriums Enterococcus faecalis entschlüsseln. Das Bakterium ist der Wirkstoff eines probiotischen Medikaments. Bei solchen Medikamenten müssen nach dem neuen Arzneimittelgesetz die Bestandteile des Medikaments bekannt und die probiotische Eigenschaft, zum Beispiel auch durch klinische Studien, bewiesen sein.

Die Entschlüsselung des Genoms ist der erste Schritt, um die Wirksamkeit von probiotischen Eigenschaften auf einer fundierten wissenschaftlichen Basis zu untersuchen. Dem Team, zu dem auch Dr. Moritz Fritzenwanker und Dr. Torsten Hain gehören, gelang die komplette Entschlüsselung des Genoms innerhalb einer Woche dank neuester Technologien. Das Hochleistungs-Sequenziergerät „MiSeq Personal Sequencer“ steht dem Institut seit Juli 2012 zur Verfügung. Die Wissenschaftler konnten damit zeigen, dass dieses Enterococcus-Genom aus 2,8 Millionen Basenpaaren besteht und über 2.733 Gene verfügt.

Aussagekräftig wird die Analyse allerdings erst, wenn dieses Genom mit den Genomen von anderen Enterokokken verglichen wird. Ein solcher Vergleich wurde in der am selben Institut angesiedelten Abteilung für Bioinformatik durchgeführt und hat gezeigt, dass das untersuchte Bakterium keine Eigenschaften enthält, die Infektionen auslösen könnten. Das ist natürlich eine Grundvoraussetzung, um lebende Bakterien als Medikament zu verkaufen. Die Analyse ermöglicht es nun auch, die im Genom enthaltenen probiotischen Eigenschaften zu untersuchen.

Die neuen Sequenziertechnologien bieten die Möglichkeit, vergleichsweise kostengünstig komplette bakterielle Genome innerhalb einer Woche zu sequenzieren und bioinformatorisch zu analysieren. Gerade in Ausbruchssituationen, wie es zum Beispiel im Jahr 2011 beim EHEC-Ausbruch in Deutschland der Fall war, sind diese Technologien unersetzlich, um die molekulare Struktur eines Erregers zu verstehen und den Ausbruch epidemiologisch zu bewerten und einzudämmen. Hier sieht sich das Institut, das in dieser Funktion auch im „Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF)“ angesiedelt ist, sehr gut gerüstet.

Publikation:
Fritzenwanker M, Kuenne C, Billion A, Hain T, Zimmermann K, Goesmann A, Chakraborty T, Domann E. 2013. Complete genome sequence of the probiotic Enterococcus faecalis Symbioflor 1 clone DSM 16431. Genome Announc. 1(1):e00165-12. doi:10.1128/genomeA.00165-12.
Kontakt:
Prof. Dr. Eugen Domann, Institut für Medizinische Mikrobiologie
Schubertstraße 81, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-41280