Durchfallerreger misst Körpertemperatur

Durchfallerreger misst Körpertemperatur

15.06.2016
© RUB, Kramer
Doktorand Francesco Righetti sucht nach den Thermometern von Bakterien.

Mit besonderen RNA-Strukturen nehmen Bakterien die Umgebungstemperatur wahr. Früher war es sehr mühsam, sie in den Zellen aufzuspüren. Jetzt gibt es ein neues Verfahren.

Keine langwierige Suche mehr

Mithilfe moderner Hochdurchsatz-Sequenzier-Methoden haben Forscher alle RNA-Strukturen eines Durchfallerregers auf einmal entschlüsselt. Dabei entdeckten sie eine ganze Reihe von temperaturempfindlichen Strukturen, sogenannte RNA-Thermometer.

„Bisher haben wir einzelne RNA-Thermometer immer nur nach langwieriger Suche gefunden und mühsam eines nach dem anderen untersucht“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Franz Narberhaus von der RUB. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine überraschend große Anzahl von Genen des Durchfallerregers Yersinia pseudotuberculosis direkt auf die Körpertemperatur des Wirtes reagiert.“

Gefaltete RNA als Thermometer

Seit einigen Jahren ist bekannt, dass bestimmte Darmbakterien, wie die hier untersuchte Yersinia pseudotuberculosis – ein naher Verwandter des Pest-Erregers –, ihren warmblütigen Wirt an der Körpertemperatur erkennen. Hierzu verwenden die Bakterien gefaltete RNA-Strukturen, die ab einer bestimmten Temperatur aufschmelzen und dabei vorher unzugängliche Gensequenzen freilegen. Diese können dann in Proteine übersetzt werden, welche den Krankheitsverlauf steuern.

Neue Methode etabliert

Mit einer neu etablierten Methode entschlüsselten die Forscher die über 1.750 in der Bakterienzelle enthaltenen RNA-Strukturen gleichzeitig. Sie führten das Experiment bei drei verschiedenen Temperaturen durch und erhielten jeweils einen Schnappschuss der RNA-Vielfalt.

„So konnten wir die dynamischen Veränderungen der RNA-Strukturen bei einem Temperaturanstieg zum Beispiel von 25 auf 37 Grad Celsius beobachten“, erläutert Francesco Righetti, der für dieses Projekt verantwortliche Doktorand am Bochumer Lehrstuhl für Mikroorganismen.

Angriffsziel für Medikamente

Die Ergebnisse berichten die RUB-Wissenschaftler gemeinsam mit Kollegen des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung in Braunschweig und der Universität Leipzig in der Zeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences USA“, kurz PNAS.

Ob die neu identifizierten RNA-Strukturen bei der Infektion eine entscheidende Rolle spielen, sollen derzeit laufende Untersuchungen zeigen. Darüber hinaus wollen die Forscher klären, ob es Wirkstoffe gibt, die das Aufschmelzen von RNA-Thermometern verhindern können. Diese könnten den Infektionsprozess hemmen.

Redaktion: Julia Weiler