Neues zu antimikrobiellen Zielstrukturen
Der Zellzyklus ist einer der grundlegenden biologischen Prozesse und eine Abfolge von physiologischen Ereignissen, die Erhalt und Vermehrung lebender Zellen gewährleisten. Ähnlich wie alle anderen Zellen duplizieren auch Bakterien ihre chromosomale DNA, bevor sie sich teilen. Mechanistisch unterscheidet sich dieser Prozess von dem eukaryotischer Zellen und trägt aktiv zur bakteriellen Pathogenese bei. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts COSP (Identification and characterization of factors involved in chromosome organization and septum positioning in bacteria) war die Suche nach Faktoren, die eine Strukturierung des bakteriellen Erbguts und effiziente Zellteilung ermöglichen. Das Bodenbakterium Bacillus subtilis ist ein hervorragender Modellorganismus, um den bakteriellen Zellzyklus zu untersuchen, da es in Form einer relativ widerstandsfähigen Endospore, in der kein Stoffwechsel mehr stattfindet, Hungerzustände überdauern kann. Bei der Sporenbildung finden in Bakterien tiefgreifende molekulare und morphologische Veränderungen statt, die zur Zweiteilung der ursprünglichen Zelle führen. In den ersten Stadien der Sporenbildung enthält der zelluläre Teil, der später zur Spore wird, nur den Teil des duplizierten Chromosoms, der den Replikationsursprung (oriC) umgibt. Den Transfer des gesamten Chromosoms in die Spore übernimmt dann die Translokase SpoIIIE. Bei SpoIIIE-Mutanten findet keine korrekte Chromosomensegregation mehr statt. Um die Sporenbildung zu induzieren, versetzten die Forscher Bakterienkulturen in einen Hungerzustand. Unter Ausnutzung der verschiedenen genetischen Programme bei der Prä-Sporenbildung und in der Mutterzelle wurden Konstrukte erzeugt, um Proteine zu untersuchen, die an Veränderungen der Chromosomensegregation beteiligt sind. Ein Screening enthüllte Mutationen bei drei Genen, die die Lokalisation von oriC stören. Weitere Analysen lieferten wichtige Einblicke zur funktionellen Rolle dieser Gene. Genaue Kenntnisse zu bakteriellem Zellzyklus und Chromosomenorganisation sind vor allem für die Entwicklung antimikrobieller Wirkstoffe von Bedeutung.
Schlüsselbegriffe
Bakterien, Zellzyklus, Chromosom, DNA, Sporenbildung, oriC, antimikrobielles Medikament
