Bakterien sind ein wichtiger Teil der menschlichen und tierischen Darmflora. Doch aus diesen harmlosen "Darmbewohnern" können auch Varianten entstehen, die die Harnwege besiedeln und dort Infektionen hervorrufen. Das Genom eines solchen so genannten uropathogenen E.coli-Stammes haben jetzt Wissenschaftler der Georg-August-Universität entschlüsselt. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in der Erforschung der Darm- und Harnwegserkrankungen, wie die Forscher in den Fachzeitschriften "Science" und „PNAS“ berichten.
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Die Untersuchungen bezogen sich auf das Genom des Escherichia coli-Stammes 536, dessen freigelegten genetischen Informationen mit bereits bekannten Genomsequenzen anderer Stämme verglichen wurde. Dabei fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Unterschiede zwischen "guten" und "schlechten" Colibakterien durch mosaikartige Einschübe von genetischem Material in die Erbsubstanz bestimmt werden.
Auslöser für Harnwegsinfektionen
Die Gene von sechs dieser so genannten Pathogenitätsinseln sind die Auslöser für Harnwegsinfektionen. Mit Hilfe der entschlüsselten Genom- Informationen konnten die Forscher auch das "Wesen" der Uropathogenität analysieren. Es sind Faktoren, die das Anheften der Bakterien in den Harnwegen ermöglichen, die Erschließung von Nährstoffen sichern und die Freisetzung von Giftstoffen bewirken.
Von besonderer Bedeutung ist für die Wissenschaftler die Charakterisierung einer Pathogenitätsinsel, die Gengruppen mit Informationen zur Bildung von Wirkstoffen wie Toxinen oder Antibiotika enthält. Diese so genannten PKS-Inseln sind nicht nur in den uropathogenen E.coli-Stämmen, sondern auch in den harmlosen Darmbakterien vorhanden; sie haben eine toxische Wirkung, durch die benachbarte Zellen absterben. Damit erscheint Escherichia coli nach Meinung der Wissenschaflter "in einem neuen wissenschaftlichen Licht".
Das Bakterium lebt im Darm und in den Harnwegen nicht einfach neben den menschlichen Zellen her, sondern kann diese offenbar durch Unterbrechung der DNA-Vermehrung abtöten und damit seinen Lebensraum sichern. Diese Erkenntnis werde weitere Forschungen nach sich ziehen, zum Beispiel zu möglichen Einflüssen auf die Entstehung von Krankheiten, so der Göttinger Wissenschaftler. "Mit Hilfe der Entschlüsselung von Genomsequenzen können selbst bei so gut erforschten Mikroorganismen, wie es das Darmbakterium E.coli ist, noch völlig neue Einsichten gewonnen werden, wenn dazu leistungsfähige und ideenreiche Partner kooperieren."
(idw – Georg-August-Universität Göttingen, 08.09.2006 – AHE)
