Bakterien halten sich mit elastischen Fäden an der glitschigen Darmwand fest: Die verdrillten Proteinfäden federn wie ein Stoßdämpfer die auf ihre Verankerung wirkenden Kräfte ab, wenn starke Flüssigkeitsströme an ihnen zerren. Diese Befestigungsstrategie hat ein Forscherteam aus den USA und der Schweiz am Darmbakterium Escherichia coli untersucht.
Die auch Fimbriae genannten Fäden ähneln einem zu einer Helix aufgedrehten Gummiband. Unter Belastung verlängern sie sich auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Länge, indem sich ihre Verdrillung Stück für Stück auflöst. Geht die Zugkraft zurück, dreht sich das Band wieder ein und verkürzt den Faden. Die Fimbriae sind durch spezielle Haftproteine verankert, die sich an Oberflächenstrukturen der Darmwandzellen heften.
Die Elastizität der Fimbriae ist optimal auf diese Verankerung abgestimmt, konnten die Wissenschaftler zeigen. Wie der Stoßdämpfer im Auto federt der elastische Faden Stöße ab, um eine ruckartige Belastung zu verhindern. Im Darm sind Bakterien durch Flüssigkeitsströme ständig abrupten Belastungen ausgesetzt. Die Fimbriae dämpfen diese Kräfte in idealer Weise, um die Verankerungspunkte so lange wie möglich zu erhalten, sagen die Forscher.
Die Eigenschaften der Fimbriae seien ein herausragendes Beispiel für Nanotechnologie in der Natur, so die Wissenschaftler. Dieses Vorbild könnte als Grundlage für die Entwicklung technischer Anwendungen dienen. Mithilfe der Ergebnisse lassen sich möglicherweise auch schädliche Bakterien bekämpfen, die sich mit Fimbriae in turbulenten Regionen des Körpers festklammern. So könnten neue Medikamente üblen Bakterien im Harnleiter den Halt nehmen, um sie auszuschwemmen.
Manu Forero (ETH Zürich) et al.: PLoS Biology, Bd. 4, Artikel e298 ddp/wissenschaft.de ? Martin Vieweg
