WIE BAKTERIEN MITEINANDER SPRECHEN
Bakterien kommunizieren über “Signalmoleküle”. Diese Moleküle binden sich an die Rezeptoren ihres Gegenübers, und sie greifen wie Zahnräder ineinander (siehe Vergrößerung). Sobald mehr Moleküle gemessen werden, ändert sich das Verhalten innerhalb dieser Gruppe. Sie beginnen dann z. B. Sporen zu produzieren oder bilden eine Biofilmschicht (= schleimige extrazelluläre Matrix, die aus extrazellulären polymeren Substanzen besteht)
Abbildung 1: Zellkommunikation (AHV International, 2020 – basierend auf Bassler / Keulemans, 2017)
Quorum Sensing (QS)
Bei der AHV erforschen wir, wie Bakterien ihre Aktivitäten als Gruppe durch Quorum Sensing (QS) steuern können. Diese Wissenschaft erklärt, wie Bakterien durch komplexe chemische Verbindungen oder über Signalmoleküle kommunizieren (siehe Abbildung 1), um die Größe ihrer Population zu bestimmen (Bassler et al., 2005).
Wenn bestimmte Bakterien nur in geringer Zahl vorhanden sind, werden ihre Signalmoleküle stark reduziert, was die Durchführung von Aktionen ineffizient macht. Bei einer hohen Populationsdichte wird die Konzentration der Signalmoleküle jedoch so hoch, dass sie an die Rezeptoren der Bakterienzellen andocken (Bassler, 2009).
Dann kann die Gruppe ihre Abwehrmaßnahmen koordinieren und Angriffe als Gruppe wirksam durchführen (Reading et al., 2005).
VERSTÄNDNIS DER ROLLE DES BIOFILMS IN DER NATUR
Bakterien arbeiten als Gruppe zusammen, und die Bildung von Biofilmen ist eines der Ergebnisse davon. Aber warum bilden sie diese Biofilme?
Wie alle lebenden Organismen brauchen auch Bakterien Nahrung, Wasser und eine geeignete Umgebung, um zu wachsen und zu überleben. Der Wettbewerb um Nährstoffe ist sehr intensiv, und sie müssen sich vor lebensfeindlichen Bedingungen im Wirt oder vor (toxischen) Substanzen schützen, die sie im planktonischen Stadium (freilebend) töten würden,
