Resistente Keime: Gen-Übertragung entschlüsselt
Enzym Relaxase spielt beim Austausch von Bakterien essenzielle Rolle
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Mikroskop: Forscher sind Keimen auf der Spur (Foto: Michael Bührke, pixelio.de) |
Graz (pte019/08.05.2017/10:30) Forscher der Universität Graz http://uni-graz.at haben die Struktur des Enzyms Relaxase entschlüsselt, das mithilft, DNA zwischen Bakterien auszutauschen. Durch diesen Vorgang können ganze Populationen von Krankheitserregern binnen kürzester Zeit gegen verschiedene Antibiotika resistent werden. Die Erkenntnisse zu Aufbau, Arbeitsweise und Eigenschaften des Enzyms wurden im Fachmagazin "Cell" publiziert.
DNA-Weitergabe
Dass Bakterien grundsätzlich Erbinformationen austauschen können, ist bereits seit den 1950er-Jahren bekannt. "Trotz intensiver Forschung ist es uns erst jetzt gelungen, die Struktur des dafür verantwortlichen Schlüsselenzyms zu bestimmen", sagt Ellen Zechner vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz. Dadurch können erstmals entscheidende Vorgänge während der Weitergabe von DNA erklärt werden.
Das liefert völlig neue Anhaltspunkte, um die Relaxase auszuschalten und damit die Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen einzudämmen. "Unsere Erkenntnisse könnten dazu beitragen, neue Wirkstoffe zu entwickeln, die den Austausch von Genen zwischen Bakterien unterbinden. Bisherige Versuche waren unter anderem deswegen nur mäßig erfolgreich, weil wir kein detailliertes Bild des Enzyms hatten", schildert Molekularbiologin Zechner.
Immunität erklären
Die Relaxase wählt gezielt Erbinformationen aus, durchtrennt die beiden DNA-Stränge und transportiert einen davon durch einen Tunnel in das Nachbarbakterium. Der jeweils fehlende Strang wird in kürzester Zeit wieder nachgebildet. Die so übertragene Immunität gegen bestimmte Medikamente kann nun von beiden Bakterien wiederum weitergegeben werden.
"Binnen Minuten werden große Mengen an DNA übertragen. Das erklärt, warum sich Antibiotikaresistenzen derart rasant ausbreiten", unterstreicht Zechner. An der Erforschung des Enzyms war im Rahmen von BioTechMed-Graz auch Sandro Roier vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz beteiligt. Zur Entschlüsselung der Struktur hat Gabriel Waksman vom University College London maßgeblich beigetragen.
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