Wissenschaftler der Newcastle University haben den Mechanismus enträtselt, der die Bildung des Schleims verursacht, der Bakterien unbeweglich und widerstandsfähig gegen Antibiotika macht. Wenn sie bedroht werden, können sich manche Bakterien in einer schleimigen Schutzschicht einhüllen, die Biofilm genannt wird. Er besteht aus einer Ansammlung von Bakterien, die zusammenkleben, um sich vor einem Angriff zu schützen.
Biofilme verursachen Zahnbelag und Nasennebenhöhlenentzündung. In der Krankenpflege können Biofilme zu lebensbedrohlichen und schwer zu behandelnden Infektionen führen, besonders bei medizinischen Implantaten wie Kathetern, Herzklappen, künstlichen Hüftgelenken und Brustimplantaten. Sie können aber auch die Außenseite von Schiffen und Booten bedecken und das Wasser verschmutzen.
Mit seiner Veröffentlichung im Journal of Biological Chemistry zeigt das Forschungsteam auf, wie ein molekularer Schalter die Biofilmbildung steuert. Dieser neue Verständnisansatz könnte helfen, ein neues Angriffsziel für Antibiotika zu identifizieren und andere Biofilme an der Entstehung hindern.
Um sie daran zu hindern, Krankheiten und Umweltverschmutzung zu verursachen, hat das Team der Newcastle University auf molekularer Ebene untersucht, wie Bakterien zunächst einmal Biofilme bilden. Sie entschlüsselten, wie der Hauptregulator – ein Protein namens „SinR“ – im Modellbakterium Bacillus subtilis agiert.
Richard Lewis, Professor für Strukturbiologie am Institute for Cell and Molecular Biosciences und Leiter der Studie, meinte: „SinR ist ein bisschen wie ein Wippschalter, so wie ein Lichtschalter zuhause zum Beispiel. In der ‚Unten‘-Postion, wo das SinR an DNA gebunden ist, sind die Proteine, die den Biofilm bilden, abgeschaltet und die Bakterien können sich frei bewegen. In der ‚Oben‘-Position ist das SinR nicht mehr an die DNA gebunden, sondern interagiert mit anderen Proteinen und die Biofilm-Gene werden angeschaltet.“
SinR ist ein DNA-Bindungsprotein, das die Ausbildung jener Proteine unterdrückt, welche der Synthese des molekularen „Klebers“ dienen, der den Biofilm zusammenhält. Die Fähigkeit von SinR, sich an DNA zu binden, wird von einem Netzwerk an Interaktionen mit drei anderen Proteinen sorgfältig kontrolliert. Durch die Verwendung von Kristallstrukturanalysen konnte das Team genau feststellen, wie SinR mit einem ganz bestimmten Merkmal seiner DNA-Bindungsstelle interagiert.
Durch das Verständnis dafür, wie die Proteine untereinander und mit der DNA wechselwirken, können die Wissenschaftler versuchen, Moleküle zu entwickeln, die in diese grundlegenden Prozesse eingreifen und Biofilme an ihrer Entstehung hindern.
Quelle: http://www.ncl.ac.uk/biomedicine/news/item/secrets-of-bacteria-protection-revealed
(SOM)
Antworten