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Discovery and characterization of factors coupling the cytoskeleton to cell wall biogenesis in Bacillus subtilis

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Bedingungen für die Synthese bakterieller Zellwände

Eine europäische Studie untersuchte die Mechanismen der bakteriellen Zellwandsynthese und liefert damit neue Erkenntnisse zur Rolle der Zellwand bei Antibiotikaresistenzen.

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Die bakterielle Zellwand (ZW) ist eine dynamische Struktur außerhalb der Zellmembran, die die Bakterie vor schädigenden äußeren Einflüssen schützt und vor allem auch Antibiotikaresistenzen vermittelt. Manche Bakterien haben hier ausgeklügelte Mechanismen entwickelt: in der so genannten L-Form bilden sie beispielsweise keine Zellwand mehr aus. Obwohl noch wenig über diesen bakteriellen Schutzmechanismus bekannt ist, wird die L-Form mit Antibiotikaresistenzen und chronischen Infektionen assoziiert. Das EU-finanzierte Projekt ROD-SHAPING PROTEINS (Discovery and characterization of factors coupling the cytoskeleton to cell wall biogenesis in Bacillus subtilis) untersuchte Faktoren bei der Zellwandsynthese. Wie sich am Modellorganismus Bacillus subtilis herausstellte, kann, wenn das Transportprotein YknWXYZ fehlt, die ZW-Synthese nicht ordnungsgemäß stattfinden. Um zu untersuchen, wie die Bakterien zwischen ZW und ZW-defizientem Status umschalten, generierten die Partner einen Bakterienstamm, der kontrolliert den Zustand ändern kann. Mittels Genanalyse wurden Gene identifiziert, mit deren Hilfe Bakterien die L-Form ausbilden. Offenbar sind die meisten Proteine, die an der ZW-Synthese beteiligt sind, für das Umschalten in die L-Form unwichtig. Eine Rolle dabei spielten hingegen Gene, die die Lipidbiosynthese in der Zellmembran sowie eine Reihe von Stressreaktionen steuern. Die Ergebnisse von ROD-SHAPING PROTEINS liefern neue Erkenntnisse zur funktionellen Rolle der ZW-Synthese und deren Einfluss auf die Entstehung von Antibiotikaresistenzen. Die gewonnenen Daten zur Biologie der L-Form stellen die Basis für künftige Forschungen zur klinischen Relevanz dieser Bakterienstämme als mögliche Ursache chronischer Infektionen. Neue grundlegende Erkenntnisse zur Biologie von stäbchenförmigen Bakterien könnten wiederum die Entwicklung neuer Antibiotika und den Kampf gegen Antibiotikaresistenzen forcieren.

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