[jr] Bakterien sind wahre Überlebenskünstler. Forscher der Universität Basel haben nun Studienergebnisse zu zwei miteinander konkurrierenden Signalmolekülen veröffentlicht, welche die Bakterien zur Anpassung an sich schnell verändernde Umweltbedingungen und Nährstoffmangel nutzen. Diese zwei kleinen Moleküle entscheiden über die Lebensweise von Bakterien, wie die Wissenschaftler anhand von Caulobacter crescentus demonstrieren konnten. Dieses Bakterium kann in zwei unterschiedlichen Formen auftreten: als frei-schwimmende Form, welche sich nicht teilen kann, und als vermehrungsfähige Form, welche sich an Oberflächen heftet. Wie Yin und Yang verkörpern die beiden Signalmoleküle zwei gegensätzliche Kräfte, die das Wachstum und den Stoffwechsel der Bakterien steuern. Die beiden Gegenspieler namens ppGpp und c-di-GMP agieren in der Zelle und konkurrieren um die Bindung an ein spezielles Protein, welches die Schaltzentrale verkörpert. Sowohl die Lebensform als auch die äußeren Bedingungen spiegeln sich in der Konzentration der beiden Signalmoleküle wider. Die Informationen fließen in der Schaltzentrale zusammen, wodurch sich Wachstum und die Lebensform des Bakteriums entscheidet. Dieser neu entdeckte Yin-Yang-Mechanismus könnte auch bei Krankheitserregern eine wichtige Rolle spielen.
Sowohl ppGpp als auch c-di-GMP beeinflussen auf unterschiedliche Weise die Pathogenität, die Resistenz gegenüber Antibiotika und die Fähigkeit der Bakterien, bei schlechten Bedingungen zu überdauern. Somit sind sie in der Lage, den Verlauf vieler Infektionen zu beeinflussen.

Quelle: Shyp V, et al. 2020. Reciprocal growth control by competitive binding of nucleotide second messengers to a bacterial metabolic switch. Nature Microbiology