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Neue Antibiotika aus Meeresorganismen

Auf der Suche nach neuen Leitstrukturen für Antibiotika untersuchen europäische Forscher, inwieweit sich Sekundärmetaboliten aus der aquatischen Bakterienart der Planctomyceten herstellen lassen. Unter Einsatz bioinformatischer Analysemethoden und gentechnischer Verfahren wurden die Bakterien so verändert, dass sie sich für die Gewinnung neuer antibiotischer Substanzen eignen.
Neue Antibiotika aus Meeresorganismen
Antibiotika, d.h. bioaktive Moleküle aus Pilzen, Bakterien und Pflanzen, haben als Arzneistoffe die Behandlung bakterieller Infektionskrankheiten revolutioniert. Neue Antibiotikaresistenzen der Erreger sind jedoch ein zunehmendes Gesundheitsrisiko, sodass intensiv an neuen und wirksameren Substanzen geforscht wird.

Natürliche pflanzliche Sekundärmetabolite werden seit langem als Leitstrukturen für die Entwicklung verschiedenster Wirkstoffe verwendet. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt COGNISEPLANCTOMYCES (Construction of a genetic system for Planctomycetes) will daher die erst kürzlich entdeckten Planctomyceten für diese Zwecke nutzen.

Planctomyceten sind langsam wachsende Bakterien, die Biofilme bilden. Ihren schnell wachsenden heterotrophen Konkurrenten sind sie damit überlegen, möglicherweise auch wegen der antibiotischen Substanzen, die sie erzeugen. Nach der Genomsequenzierung enthüllten bioinformatische Analysen die Produktion ungewöhnlicher Sekundärmetaboliten.

Um die Produktion antibiotischer Substanzen aus Planctomyceten genauer zu analysieren, musste jedoch ein gentechnisch veränderbarer Modellorganismus generiert werden. Die neuen genetischen Werkzeuge, die für die Manipulation von Planctomyces limnophilus entwickelt wurden, sind detailliert auf der Projektwebseite beschrieben.

Die Forscher befassten sich neben der Entwicklung des genetischen Systems auch mit bioinformatischen Analysen des mikrobiellen Genoms (Genom-Mining), um niedermolekulare Substanzen in diesen Bakterien herzustellen. In gentechnischen Versuchen mit Genen und Operonen, die für die Regulierung von Sekundärmetaboliten zuständig sind, soll nun die Struktur dieser kleinen Moleküle enthüllt und vollständig charakterisiert werden. Mit der gentechnischen Veränderung von Planctomyceten könnten nicht nur wirksamere Antibiotika hergestellt werden, sondern auch die Basis für neue biotechnologische Anwendungen geschaffen werden, etwa in der Abwasseraufbereitung.

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