In der Natur leben Bakterien meist in Gemeinschaften zusammen. Als Kollektiv bewohnen sie unseren Darm, auch als Darmmikrobiom bekannt, oder bilden Biofilme wie beim Zahnbelag. Den einzelnen Mikroben bietet das Zusammenleben viele Vorteile. Sie können widrigen Umweltbedingungen besser trotzen, erobern gemeinsam neue Territorien und profitieren dabei voneinander.
Neue Methode: Beobachtung von Bakterien in Raum und Zeit
Die Bildung solcher Bakteriengemeinschaften ist ein hochkomplexer Vorgang, bei dem dreidimensionale Gebilde aus Bakterien entstehen. In ihrer aktuellen, in «Nature Microbiology» publizierten Studie, hat das Team von Prof. Knut Drescher vom Biozentrum der Universität Basel nun die Entstehung von Bakterienschwärmen genauer untersucht. Ihnen ist dabei ein methodischer Durchbruch gelungen, mit dem sie nun erstmals die Genexpression mitverfolgen konnten und gleichzeitig das Verhalten der einzelnen Zellen filmen konnten, während sich mikrobielle Gemeinschaften räumlich und zeitlich entwickeln.
Grosse Fürsorge: Bakterien versorgen nachfolgende Generationen
«Als Modellorganismus diente uns Bacillus subtilis. Dieses weit verbreitete Bakterium ist auch in unserer Darmflora. Unsere Beobachtungen zeigten, dass diese im Kollektiv-lebenden Bakterien über mehrere Generationen hinweg miteinander kooperieren», erklärt Studienleiter, Prof. Knut Drescher. «Frühere Generationen hinterlassen dabei Stoffwechselprodukte für die Nachkommen.» Wie sich zudem herausstellte, gibt es innerhalb eines Bakterienschwarms verschiedene Subpopulationen. Diese produzieren und nutzen unterschiedliche Stoffwechselprodukte. Die Art der verfügbaren Stoffe wiederum beeinflusst die Ausbreitung bzw. das Schwarmverhalten der Bakterien.
