Forscher haben die Kontrollsysteme über das Waffenarsenal der Erreger identifiziert

24.04.2012

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400.000 Menschen sterben jedes Jahr an Infektionen durch Bakterien der Gattung Salmonella. Jetzt haben Forscher herausgefunden, was Salmonellen so aggressiv macht: über 1.800 genetische Schalter bewirken, dass bei den Bakterien in der Abteilung „Infektion“ die Lichter angehen.

Die Forscher um Carsten Kröger vom Trinity College in Dublin hatten für ihre Untersuchungen zunächst das Erbgut des infektiösen Bakterienstammes Salmonella typhimurium SL1344 mit dem eines harmlosen Salmonellenstammes verglichen. Dadurch fanden sie in dem infektiösen Stamm insgesamt 260 Gene, die in dem harmlosen Stamm nicht vorkamen. Zusätzlich untersuchten die Forscher, welche Gene in dem infektiösen Stamm tatsächlich aktiv sind, also in RNA und letztendlich in Proteine umgewandelt werden, wenn dieser seinen Angriff auf Darmzellen startet.

Mithilfe dieser Informationen konnten die Wissenschaftler die Stellen im Salmonellen-Erbgut identifizieren, an denen die Abschriften der Infektionsgene beginnen. Genau hier sitzen die genetischen Schalter, die auf bestimmte Signale reagieren und dadurch die nachfolgenden Erbanlagen an- oder ausschalten. Insgesamt fanden sie auf diese Weise 1.873 Orte im Genom, von denen aus reguliert wird, ob die Infektionsgene aktiv sind oder nicht. "Welche Salmonellen-Gene aktiv sind, wenn die Bakterien Säugetierzellen infizieren, wissen wir schon seit zehn Jahren", sagt Studienleiter Jay Hinton. "Jetzt haben wir endlich auch die Schalter gefunden, die diese kritischen Gene regulieren." An diesen Schaltsystemen könnten auch neue Antibiotika den Hebel ansetzen, um den Salmonellen ihre Aggressivität zu nehmen, sagen Carsten Kröger und seine Kollegen.

Im Fokus der Forscher stand außerdem ein weiteres Kontrollsystem, das bestimmt, wie aggressiv die Salmonellen sind: Die sogenannten kleinen RNAs sind als Regulatoren von Genaktivitäten bekannt, da sie sich an RNA-Genabschriften mit spiegelbildlicher Basenabfolge anheften und hierdurch deren Abbau veranlassen können. Von Salmonella typhimurium waren bereits 80 solcher kleinen RNAs bekannt. Mit ihrem Hochdurchsatz-Suchverfahren fanden die Wissenschaftler 60 weitere dieser genetischen Regulatoren. Von den insgesamt 140 mittlerweile bekannten kleinen Salmonellen-RNAs kommen 6 speziell nur in der infektiösen Art Salmonella typhimurium vor. Dies legt die Vermutung nahe, dass diese kleinen RNAs eine wichtige Rolle bei der Salmonellen-Infektion spielen. Daraus leitet sich die Hoffnung ab, dass sie sich auch als Angriffspunkte für neue Medikamente eignen.

"Die Identifizierung dieser kleinen RNAs könnte zu völlig neuartigen Wegen führen, bakterielle Infektionskrankheiten zu bekämpfen", so Hinton. Leider sei das aber noch Zukunftsmusik, denn dabei seien noch mindestens zehn Jahre Forschungsarbeit nötig.