Video: Ein Aureispira-Bakterium schnappt sich Opfer-Zellen. Die zweite Video-Sequenz zeigt Querschnitte und ein 3D-Modell, die das Eindringen des “Schusssystems” in die Beute verdeutlichen. © Yun-Wei Lien
Auch die „Seeräuber“ der Mikroben-Welt nutzen offenbar Enterhaken und Kanonen für den Beutefang: Forschende haben Einblicke in das Waffensystem eines räuberischen Meeresbakteriums gewonnen. Die rabiaten Winzlinge fangen und fixieren ihre mikrobiellen Opfer demnach durch Haken-besetzte Anhängsel. Anschließend werden sie dann durch eine Art Bolzenschusssystem erledigt und ausgebeutet. Möglicherweise könnte man die Raub-Bakterien oder ihr raffiniertes Waffensystem für das Umweltmanagement oder die Medizin nutzen, sagen die Forschenden.
Meist stehen die Räuber der Tierwelt im Fokus: Vom Löwen bis zum Hai haben Lebewesen der unterschiedlichen Ökosysteme der Welt faszinierende Beutefang-Konzepte hervorgebracht. Neben den tierischen Räuber-Beute-Systemen existieren allerdings auch Versionen, die sich vergleichsweise schwer erkennen lassen: Auch im Mikrokosmos gibt es Jäger und Gejagte. Es ist bekannt, dass bestimmte Bakterienarten durch teils raffinierte Strategien andere Mikroben erbeuten. Bei räuberischen Bakterien, die im Meer leben, haben Forschende dabei bereits ein Konzept entdeckt, das als Ixotrophie bezeichnet wird: Bei mikroskopischen Untersuchungen zeigte sich, dass die Opfer an den Räubern klebenzubleiben scheinen – wie Insekten an einem Fliegenfänger. Anschließend werden sie dann von dem Jäger verspeist. Wie genau dieser Mechanismus allerdings funktioniert, ist bisher unklar geblieben.
Dem Waffensystem auf der Spur
Um das Konzept genauer zu untersuchen, haben die Forschenden um Yun-Wei Lien von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) nun das räuberische Bakterium Aureispira als Modell ins Visier genommen. Es handelt sich dabei um eine fadenförmige Mikrobe, die im Meer unter anderem sogenannte Vibrio-Bakterien erbeutet. Das Team hat die Aureispira-Bakterien bei der Jagd auf diese Opfer durch mehrere Bildgebungsverfahren untersucht. Neben der Lichtmikroskopie kam auch die Kryo-Elektronenmikroskopie zum Einsatz. Diese Methode ermöglicht es, winzige Strukturen im zellulären Kontext zu fixieren und zu analysieren. Mit einer Weiterentwicklung des Verfahrens waren darüber hinaus Einblicke in den Feinbau der molekularen Eiweißstrukturen möglich, aus denen die Funktionseinheiten des Bakteriums bestehen.
