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05. März 2025

Beschädigt, aber nicht besiegt: Bakterien wehren sich mit Nano-Harpunen gegen Angriffe

Einige Bakterien verwenden winzige Harpunen, um sich gegen Angriffe von Rivalen zu wehren. Forschende am Biozentrum der Universität Basel haben Bakterien mit einer «Mini-Nadel» gestochen und so einen Angriff simuliert. Auf diese Weise konnten sie zeigen, dass die Bakterien ihre Nano-Waffe erst dann zusammenbauen und abfeuern, wenn ihre Zellhülle bei einem Angriff beschädigt wird.

Bakterien wehren sich mit Nano-Harpunen, wenn man sie mit einer «Nadel» sticht.

Pseudomonas-Bakterien wehren sich mit Nano-Harpunen, wenn man sie mit einer «Nadel» sticht. Bild: 15'000-fache Vergrösserung; Nano Imaging Lab SNI/Biozentrum, Universität Basel.

In der Welt der Mikroben herrschen sowohl friedliches Miteinander als auch erbitterter Kampf um Platz und Nährstoffe. Manche Bakterien stechen ihre Konkurrenten aus oder wehren Angreifer ab, indem sie ihnen mit einer winzigen Nano-Harpune – auch als Typ-VI-Sekretionssystem (T6SS) bekannt – einen tödlichen Cocktail injizieren.

Bakterien reagieren auf Schäden der äusseren Zellhülle

Die Forschungsgruppe von Prof. Marek Basler am Biozentrum, Universität Basel, erforscht seit vielen Jahren das T6SS in unterschiedlichen Bakterienarten wie beispielsweise Pseudomonas aeruginosa. «Uns war bereits bekannt, dass dieses Bakterium seine Nano-Harpune erst dann einsetzt, wenn es angegriffen wird», erklärt Basler. «Wir wussten jedoch nicht genau, was den Zusammenbau der Nano-Harpune auslöst: Reicht der direkte Kontakt mit Nachbarzellen, sind es toxische Moleküle oder einfach nur Schäden an der Zelle?»

In Zusammenarbeit mit Roderick Lim, Argovia-Professor für Nanobiologie am Biozentrum und am Swiss Nanoscience Institut (SNI), konnten die Forschenden nun zeigen: Die Bakterien schlagen erst dann zurück, wenn ihre äussere Zellhülle mechanisch beschädigt wird, wie etwa beim Durchstechen mit einer sehr spitzen «Nadel». Die Studie erschien kürzlich in «Science Advances».

Mitchell Brüderlin, Erstautor der Studie, spricht über die neuen Erkenntnisse darüber, wie Bakterien Angriffe von Rivalen erkennen. Video produziert von SNI.