Bakterien orientieren sich mit einer Art Tastsinn im Raum

Bei ihrer Untersuchung rückten die Forschenden den berüchtigten Spitalkeim Pseudomonas aeruginosa in den Fokus, wie sie in einer Mitteilung vom Mittwoch berichten. Ansammlungen von Pseudomonas-Bakterien bilden sich auf Oberflächen wie Kathetern und Beatmungsgeräten und können extrem resistent gegen Desinfektionsmittel und antimikrobielle Medikamente sein.

Man wusste bereits, dass sich Bakterien mittels «Pili» genannten Filamenten fortbewegen - fadenförmigen externen Zellstrukturen, die wie Harpunen ausgefahren werden. Nachdem sie sich auf der Oberfläche festgekrallt haben, zieht das Bakterium den Pilus ein und hangelt sich so vorwärts. Allerdings wusste man bisher nicht, wie das Bakterium seine Fortbewegung steuert. Die EPFL-Forscher haben nun zusammen mit kalifornischen Kollegen Antworten gefunden.

Die Richtung wechseln

Gesteuert werden die Pili mittels aktivierenden und hemmenden Botenproteinen; der aktivierende Bote ist wie ein Auge vorne lokalisiert. Trifft die Zelle auf ein Hindernis, wird der aktive Pilus von den hemmenden Boten gestoppt und ein anderer wird ausgefahren, was einen Richtungswechsel bewirkt. Das Erkennen der Umgebung hilft den Bakterien, sich als Gruppe gemeinsam in eine bestimmte Richtung fortzubewegen.

Da die Pili auch die Giftausschüttung steuern, dient das Verständnis dieses «Tastsinns» auch der Bekämpfung der Bakterien. Aus den Erkenntnissen der EPFL-Forscher über die Fortbewegung von Bakterien als Gruppe können neue therapeutische Strategien entwickelt werden im Kampf gegen die mitunter tödlich verlaufenden Infektionen, die resistente Spitalkeime auslösen.

*Fachpublikationsnummer DOI: 10.1073/pnas.2101759118