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Sonntag, 22.10.2017
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Mobiler Gen-Container macht rosa Bakterien so erfolgreich

Effiziente Überlebensstrategien durch plasmid-vermittelten Gentransfer

Meeresbakterien der Roseobacter-Gruppe haben eine besondere Strategie entwickelt, um erfolgreich in nahezu allen Ozeanen zu überleben: Sie haben die Genen für ihre Photosynthese auf Plasmide ausgelagert. Diese können sie leicht mit Artgenossen, aber auch mit artfremden Bakterien austauschen. Das ermöglicht es ihnen neue ökologische Nischen schnell und effektiv zu erobern, wie Forscher im Fachmagazin " Environmental Microbiology" berichten.
Vertreter der Roseobacter in Erlenmeyer-Kolben

Vertreter der Roseobacter in Erlenmeyer-Kolben

Roseobacter-Bakterien sind in den Ozeanen dieser Erde von den Tropen bis zur Antarktis besonders verbreitet. Sie leben dort frei im Wasser, in Sedimenten und als Symbiose-Partner von Algen. Für ihre rosarote Färbung sorgen spezielle Photosynthese-Pigmente. Forscher des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen fanden jetzt heraus, dass Vertreter der Roseobacter-Gruppe durch Plasmide wichtige genetische Eigenschaften, wie die Fähigkeit zur Photosynthese, untereinander austauschen können.

„Lange Zeit ging man davon aus, dass sich alle wichtigen genetischen Informationen im Bakterium auf dem Chromosom befinden“, so Petersen weiter. Für Vertreter der Roseobacter-Gruppe konnte Team-Kollegin Silke Pradella diese These allerdings bereits in einem früheren Experiment widerlegen. Sie wies nach, dass die zentralen Gene für die Photosynthese bei Roseobacter litoralis und Sulfitobacter guttiformis auf Plasmiden liegen. Mit den jüngsten Arbeiten konnte die Arbeitsgruppe nun zeigen, dass das komplette Photosynthese-Gencluster mit mehr als 40 Genen vom Chromosom auf ein Plasmid übertragen wurde.

Plasmidvermittelter Gentransfer bei Roseobacter

Plasmidvermittelter Gentransfer bei Roseobacter

Mobile Container für genetische Information


Was ist der Grund für die ungewöhnliche genetische Organisation? „Unsere Erklärung dafür ist, dass die Roseobacter-Gruppe ihre Plasmide als „mobile Container genetischer Informationen“ nutzt, um bei Bedarf wichtige Stoffwechselfunktionen schnell untereinander und sogar über die Artgrenze hinaus auszutauschen“, erklärt Petersen. „Den Zugang zum gemeinschaftlichen Genpool kann man als eine Art Nachbarschaftshilfe unter diesen marinen Bakterien verstehen." Durch den Transfer der Photosynthesegene werden die Bakterien nicht nur rosa, sondern erwerben auch einen besonderen Überlebensvorteil, indem sie nun zusätzliche Energie aus Sonnenlicht gewinnen können. Ein genetischer Austausch mittels Plasmiden als Vehikel würde auch schlüssig erklären, warum die Photosynthesefähigkeit innerhalb der Roseobacter-Gruppe nur sporadisch und ohne erkennbares Muster verbreitet ist. (Environmental Microbiology 2012; doi:10.1111/j.1462-2920.2012.02806.x)
(Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, 17.07.2012 - NPO)
 
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