Bakterien machen Perlenketten



Bio-News vom 25.09.2019

Mit eleganten Fortsätzen vergrößern die Bakterien ihre Oberfläche und verbessern so ihre Nahrungsaufnahme. Erstmals konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Bremen Bakterien bei der Bildung von Perlenketten, die von der Zelloberfläche abstehen, beobachten. Diese Perlenketten dienen dazu, Stoffe aus der Umgebung besser aufnehmen und speichern zu können. Ihre Ergebnisse stellen die Forscherinnen und Forscher nun in der Fachzeitschrift Applied and Environmental Microbiology vor.

Bakterien haben keinen Mund. Sie essen, indem sie Stoffe aus ihrer Umwelt über die Zellwand aufnehmen. Dieser Aufnahme sind aber natürliche physikalische Grenzen gesetzt. Um diese Grenzen zu umgehen, vergrößern manche Bakterien ihre Zelloberfläche. Sie bilden beispielsweise schlauchartige Fortsätze oder kleine Bläschen. Eine ForscherInnengruppe um Jens Harder vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen hat nun erstmals beobachtet, dass Bakterien zunächst Schläuche und anschließend Bläschen bilden.


Elektronenmikroskopische Aufnahme einer langen Perlenkette an einem Flavobakterium.

Publikation:


Tanja Fischer, Martin Schorb, Greta Reintjes, Androniki Kolovou, Rachel Santarella-Mellwig, Stephanie Markert, Erhard Rhiel, Sten Littmann, Dörte Becher, Thomas Schweder, Jens Harder
Biopearling of interconnected outer membrane vesicle chains by a marine flavobacterium
Applied and Environmental Microbiology.

DOI: 10.1128/AEM.00829-19



Nordseebakterien mit Perlenketten

„Wir haben uns mit einem in der Nordsee weit verbreiteten Flavobakterium beschäftigt“, so Harder. Diese Bakterien leben in einer nährstoffarmen Umgebung, die oligotroph genannt wird. Daher ist es für die Organismen von Vorteil, wenn sie ihre Zelloberfläche vergrößern und dadurch mehr Platz haben, um mit Enzymen auf der Oberfläche Zucker und andere Nahrung festzuhalten und aufzunehmen. „Bakterien, die dazu Bläschen oder Schläuche haben, hatte man schon beobachtet“, fährt Harder fort. „Die hier untersuchten Flavobakterien haben beides nacheinander: Zunächst konnten wir Schläuche sehen, anschließend regelrechte Perlenketten. Die Perlenbildung kommt wahrscheinlich von einer Verdrehung der Fettsäuremoleküle in der Zellwand.“

Ökologisch erfolgreiche Strategie

Die hier untersuchten Flavobakterien finden sich zahlreich in den sogenannten Bakterienblüten, die nach den alljährlichen Algen-Frühjahrsblüten in der Nordsee auftreten. Sie besitzen eine besondere Garnitur an Enzymen um Laminarin, den Zuckerspeicher der Algen, zu nutzen. Harder und seine Kolleginnen und Kollegen fütterten die Bakterien mit gefärbtem Laminarin, um zu prüfen, ob es einen Austausch zwischen den Perlenketten und der „Hauptzelle“ gibt. Und tatsächlich tauchte der Farbstoff auch in den Perlenketten auf. „Wir vermuten, dass Enzyme an der Oberfläche der Perlenketten den Laminarin-Zucker einfangen, festhalten und zerkleinern und sie anschließend an die Zelle liefern“, erklärt Harder. Es scheint sich zu lohnen. „Das massenhafte Auftreten der Flavobakterien nach Algenblüten zeigt deren ökologischen Erfolg.“


Diese Newsmeldung wurde mit Material des Informationsdienstes der Wissenschaft (idw) erstellt

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