Antibiotika aus dem Meer

by    DiveSSI    21st November 2019
Wissenschaftliche Taucher sammeln Blätter des Neptungrases (Posidonia oceanica) in der Bucht von Calvi an der Französischen Forschungsstation STARESO auf Korsika.
Taucher sammeln Blätter des Neptungrases (Posidonia oceanica) in der Bucht von Calvi auf Korsika, (c) Christian Jogler
Prof. Dr. Christian Jogler, Professur für Mikrobielle Interaktionen, Friedrich-Schiller-Universität Jena, aufgenommen am 15.11.2019. Foto: Anne Günther/FSU
Prof. Dr. Christian Jogler ist erst vor wenigen Wochen an die Universität Jena gewechselt. Hier hat er die Professur für Mikrobielle Interaktion inne, (c) Anne Günther/FSU
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Blätter des Riesentangs (Macrocystis pyrifera) vor der Küste von Monterey Bay in Kalifornien, (c) Christian Jogler
Neptungrase (Posidonia oceanica) vor der Küste Korsikas in Nahaufnahme.
Neptungras (Posidonia oceanica) vor der Küste Korsikas. Auf dieser Pflanze wurden besonders viele Planctomyceten gefunden, (c) Christian Jogler

Forschungsteam erschließt eine Quelle für neue Antibiotika

Dem Team um Prof. Dr. Christian Jogler von der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es gelungen, mehrere Dutzend bisher wenig beachtete Bakterien aus dem Meer im Labor zu kultivieren, funktionell zu charakterisieren und so einem systematischen Wirkstoff-Screening zugänglich zu machen. Erste Analysen und zellbiologische Beobachtungen deuten auf ein Potenzial zur Produktion neuer Antibiotika hin. Darüber berichten die Forscher in der Fachzeitschrift Nature Microbiology

Fast drei Viertel aller klinisch relevanten Antibiotika sind Naturstoffe – produziert von Bakterien. Doch die heute verfügbaren Antibiotika verlieren ihre Wirksamkeit, immer mehr Krankheitserreger sind gegen sie resistent. Neue Antibiotika werden dringend gebraucht. Allerdings stehen für die Wirkstoffsuche derzeit weniger als ein Prozent der bekannten Bakterienarten zur Verfügung, die übrigen 99 Prozent gelten als „unkultivierbar“ und sind daher kaum erforscht.

Die Fähigkeit Antibiotika zu produzieren, ist unter Bakterien nicht gleichmäßig verteilt. „Sie ist vor allem in Mikroorganismen mit komplexen Lebensweisen zu finden, einer ungewöhnlichen Zellbiologie und großen Genomen“, erklärt Prof. Dr. Christian Jogler. „Solche Organismen produzieren antibiotische Verbindungen und setzen sie im Kampf um Nährstoffe und Lebensräume gegen andere Bakterien ein“, so der Mikrobiologe weiter. Wo immer solche mikrobiologischen Verteilungskämpfe auftreten und Nährstoffe knapp sind, sei ein aussichtsreicher Ort, um nach potenziellen Antibiotikaproduzenten zu suchen.

Genau das haben Prof. Jogler und sein Team getan: Mit Tauchrobotern und wissenschaftlichen Tauchern haben sie an insgesamt zehn Orten im Meer nach sogenannten Planctomyceten gesucht. „Wir wissen, dass Planctomyceten in Gemeinschaften mit anderen Mikroorganismen leben, und mit diesen um Lebensraum und Nährstoffe konkurrieren“, erklärt Jogler den Grund, der diese Gruppe von Bakterien für die Forscher interessant macht. Aus den Proben aus dem Mittelmeer, der Nord- und Ostsee, dem Schwarzen Meer sowie dem Atlantik, dem Pazifik und dem Nordpolarmeer gelang es den Wissenschaftlern insgesamt 79 neue Planctomyceten in Reinkultur zu bringen. „Zusammen bilden diese Reinkulturen 31 neue Gattungen und 65 neue Arten“, ergänzt Dr. Sandra Wiegand, die Erstautorin der Studie.

Um die neu gewonnenen Reinkulturen zu charakterisieren kamen bioinformatische und mikroskopische Methoden zum Einsatz. „Die bioinformatische Analyse war dabei ganzheitlich angelegt. Die Ergebnisse dieser Analysen belegen, dass die neu gewonnenen Planctomyceten außergewöhnlich komplexe Lebensweisen besitzen und über das Potenzial verfügen, neue Antibiotika produzieren zu können“, so Dr. Wiegand. Viele Aspekte ihrer aktuellen Arbeit, so die Autoren der Studie, werden sich auf andere potenzielle Antibiotikaproduzenten übertragen lassen.

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21st November 2019
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