Molekulare Interaktion in der Symbiose
P. carotovorum ECC15, ein neuer Stamm, besitzt ein seltenes Gen: den Erwinia Virulenzfaktor (EVF). In einer seltenen Wechselwirkung ermöglicht es dieses Gen dem Bakterium, im Mitteldarm der Fliege zu überleben. Da diese symbiotische Beziehung wichtige Rollen spielen kann - von der Nährstoffübernahme bis zum Schutz vor Raubtieren -, könnte die Erforschung dieser faszinierenden Beziehungen Erkenntnisse zu wichtigen Signalsystemen bringen. Das Projekt BACTINSECT (Molecular mechanisms in the establishment of disease transmission by invertebrate vectors) untersuchte die molekularen Mechanismen von monospezifischen Bakterien-Wirt-Interaktionen. Die Kristallstruktur von EVF wurde bereits bestimmt, aber der Mangel an einer biochemischen Charakterisierung hat weitere Fortschritte behindert. Das Team von BACTINSECT entwickelte eine Methode, um zu beobachten, wie EVF sich auf Larven der Drosophila melanogaster auswirkt. Im Vergleich zu Larven, die mit P. carotovorum ECC15 mit EVF gefüttert wurden, zeigten Maden, die den Wildtyp des Bakteriums erhielten, eine verzögerte Entwicklung. In einer Gemeinschaftsarbeit untersuchten die Forscher auch die Rolle des sogenannten Quorum Sensing (QS) oder der chemischen Kommunikation zwischen Bakterienzellen bei den Interaktionen. QS könnte viele Rollen für die bakterielle Fitness spielen und sogar zur Toleranz gegen oxidativen Stress beitragen. Das Pflanzenpathogen P. wasabiae hat zwei Zell-Zell-Signalnetzwerke, die die Expression von Pflanzenzellwand abbauenden Enzymen steuern - der Schlüssel zu ihrer Pathogenität. Die Forschungsergebnisse zeigten, dass sich P. wasabiae in gemischten Bakteriengemeinschaften auf die Signalmoleküle von anderen Arten verlassen kann, um regulatorische kleine RNA zu produzieren, die für die Virulenz verantwortlich sind. Die Symbiose ist ein wichtiger adaptiver Prozess. Auf diese Weise können Bakterien sehr unterschiedlichen Umgebungen besiedeln, auch Orte, an denen andere Lebensformen in Bezug etwa auf Temperatur und pH-Wert normalerweise nicht überleben können. Die Untersuchung der molekularen Mechanismen dieser empfindlichen Wechselwirkungen kann uns helfen, die Bedingungen, die für die Infektion mit menschlichen Erkrankungen erforderlich sind, zu verstehen und Kontrollstrategien für Pflanzenpathogene bereitzustellen.
Schlüsselbegriffe
Symbiose, Pectobacterium carotovorum, Erwinia-Virulenzfaktors, Quorum Sensing, menschliche Krankheit
