Worldwide China

Symbiose-Bakterien

Doppelleben einer Mikrobe – Beschützer und Krankheitserreger zugleich

| Autor / Redakteur: Angela Overmeyer* / Dr. Ilka Ottleben

Bakterielle Symbionten (Burkholderia gladioli) bewohnen Reservoire im Fortpflanzungssystem des Wollkäfers Lagria villosa. (Ausschnitt)
Bakterielle Symbionten (Burkholderia gladioli) bewohnen Reservoire im Fortpflanzungssystem des Wollkäfers Lagria villosa. (Ausschnitt) (Bild: (c) Paul Gaube und Laura V. Flórez, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz)

Mehr zum Thema

Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V. – Hans-Knöll-Institut (HKI)

Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat eine Mikrobe entdeckt, die zwei Gesichter zu haben scheint: Das Bakterium Burkholderia gladioli lebt in spezifischen Organen eines pflanzenfressenden Käfers und schützt dessen Eier durch die Produktion von Antibiotika vor schädlichen Pilzen. Wird es jedoch auf eine Pflanze übertragen, breitet es sich dort überall im Gewebe aus und schädigt die Pflanze nachhaltig. Auch für uns Menschen könnten die neuen Erkenntnisse von Bedeutung sein.

Jena – Im Zusammenspiel mit Tieren und Pflanzen sind Mikroben nicht immer nur feindliche Gegenspieler, sie können auch mächtige Verbündete sein. In der Tat sind Wechsel zwischen gegnerischen und partnerschaftlichen Lebensstilen bei Mikroben vermutlich keine Ausnahme. Die direkte Beobachtung eines solchen Wechsels gelang Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie und des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena sowie der Universidad Estadual Paulista in Rio Claro, Brasilien.

Der Schutz des Nachwuchses wird von Wollkäfern an ein Bakterium „outgesourct“

Wie viele andere Insekten brauchen auch Wollkäfer der Unterfamilie Lagriinae eine wirksame Verteidigung: Sie legen ihre Eier auf die feuchte Erde unter Laubstreu, also in ein Milieu, in dem ihre Weiterentwicklung durch Schimmelpilze bedroht ist. Wissenschaftler unter der Leitung von Martin Kaltenpoth von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben jetzt entdeckt, dass die Anwesenheit des Bakteriums Burkholderia gladioli auf den Eiern des Wollkäfers Lagria villosa das Risiko einer Pilzinfektion drastisch vermindert und entscheidend zum Überleben der Käfernachkommen beiträgt.

„Sogar wenn wir Schimmelpilze direkt auf die Käfer-Eier auftrugen, blieben Eier, auf denen wir die symbiotischen Mikroben nachweisen konnten, pilzfrei, während Eier ohne Mikrobenschutz oftmals von einem ganzen Pilzrasen überwuchert wurden“, beschreibt Erstautorin Laura Flórez eine Schlüsselbeobachtung der Studie, die sie im Rahmen ihrer Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie durchgeführt hat. Denn obwohl sich auch andere Insekten bei der Verteidigung gegen natürliche Feinde auf symbiotische Mikroorganismen verlassen, ist der mikrobielle Schutz von Insekten im empfindlichen Ei-Stadium bislang kaum bekannt.

Neu entdecktes Antibiotikum ähnelt Pflanzenabwehrstoff

Wie aber wird der Schutz der nährstoffreichen Eier zuwege gebracht? Mittels chemischer Analysen entdeckten die Forscher vier verschiedene Antibiotika, die von den mikrobiellen Leibwächtern der Käfer produziert werden. Während zwei der entdeckten Substanzen bereits beschrieben wurden, waren die beiden anderen Moleküle bisher noch nicht bekannt. „Uns hat besonders überrascht, dass wir eine chemische Substanz identifizieren konnten, die eher einem pflanzlichen Abwehrstoff als einem bakteriellen Antibiotikum ähnelt“, sagt Christian Hertweck vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie, der gleichzeitig einen Lehrstuhl an der Friedrich-Schiller-Universität Jena innehat. Er führte die chemischen Untersuchungen durch. Alle vier Substanzen hemmten das Wachstum anderer Mikroben, wobei einige gegen Pilze, andere wiederum gegen Bakterien wirksam waren. Dieses chemische Waffenarsenal scheint die Käfer-Eier also wirksam gegen ein breites Spektrum an schädlichen Mikroorganismen zu schützen.

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44739458 / Bio- & Pharmaanalytik)