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06.11.07 Grosses Bakteriengenom sequenziert

Bislang größtes Bakteriengenom entschlüsselt

Ein Wissenschaftler-Konsortium unter Beteiligung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig hat das bislang größte Bakteriengenom entschlüsselt. Untersuchungsobjekt der Forscher war das Bodenbakterium Sorangium cellulosum. "Dieses Bakterium ist ein überaus vielseitiger Produzent von Naturstoffen", charakterisiert Prof. Rolf Müller, Arbeitsgruppenleiter am HZI und Professor an der Universität des Saarlandes, sein Untersuchungsobjekt. Naturstoffe gewinnen in der Medizin, der pharmazeutischen Industrie aber auch in der Agrochemie als Wirkstoffe immer mehr Bedeutung. Müller: "Da wir nun die Erbinformation kennen, können wir in Zukunft sehr viel gezielter nach neuen Wirkstoffen suchen und deren Produktion verbessern".

Abb. 1: Fruchtkörper von Bakterien der Art Sorangium cellulosium. Um ihn zu bilden, müssen die Bakterien miteinander kommunizieren. Die dabei eingesetzten chemischen Signale interessieren Naturstoffforscher besonders
Quelle: Helmholtz-HZI/Gerth

Insgesamt fanden die Wissenschaftler im Genom von Sorangium cellulosum fast 10.000 Gene, die aus mehr als 13 Millionen Basenpaaren aufgebaut sind. Damit hat es die vierfache Größe eines durchschnittlichen Bakteriengenoms. Die Gene tragen die Information, die das Bakterium für die Produktion sämtlicher seiner Bestandteile braucht. Ihre enorme Zahl erklärt, warum Sorangium cellulosum eine sehr große Zahl auch wirtschaftlich interessanter Stoffe herstellt.

Neben seiner Fähigkeit zu einer sehr vielseitigen Wirkstoffproduktion fällt Sorangium cellulosum durch eine weitere Besonderheit auf: Es zeigt ein so genanntes pseudosoziales Verhalten. Darunter verstehen Wissenschaftler die Fähigkeit der Mikroorganismen, gemeinsam Strukturen aus zahlreichen Bakterien zu bilden. Diese als Fruchtkörper bezeichneten Formen dienen dem Überleben der Art bei Nahrungsmangel und erinnern an echte Fruchtkörper niederer Pilze.

Die Fähigkeit von Sorangium cellulosum zur Fruchtkörperbildung fasziniert gerade Grundlagenwissenschaftler ganz besonders. Sie zeigt, dass auch vergleichsweise einfache Organismen wie Bakterien die Fähigkeit zur Kommunikation und zu koordinierter Aktion haben. Die dafür verantwortlichen chemischen Substanzen können ebenfalls in Medizin und Pharmazie von Bedeutung sein. "Das Verständnis der genetischen Grundlagen der Naturstoffbildung", so hofft Müller, "kann zur Entdeckung neuer Wirkstoffe und damit zur Entwicklung neuer Medikamente beitragen."

Quelle:

Complete genome sequence of the myxobacterium Sorangium cellulosum
S. Schneiker, et al., Nature Biotechnology 2007, DOI: 10.1038/nbt1354

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Grosses Bakteriengenom sequenziert
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2007nov/bakteriengenom.shtm)

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