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30.10.2017

Darmmikroben als Quelle für neue Naturstoffe

Auf der Suche nach Naturstoffen für Arzneien haben Frankfurter Biotechnologen Bakterienarten aus dem Darm von Fadenwürmern analysiert und so neue Substanzen entdeckt.

Wachstum ausgewählter Xenorhabdus (links) und Photorhabdus (rechts) Kolonien auf Agarplatten. Die unterschiedliche Pigmentierung weist bereits direkt auf die Produktion verschiedener Naturstoff-Pigmente hin.
Wachstum ausgewählter Xenorhabdus (links) und Photorhabdus (rechts) Kolonien auf Agarplatten. Die unterschiedliche Pigmentierung weist bereits direkt auf die Produktion verschiedener Naturstoff-Pigmente hin.
Quelle: 
AK Bode

Ob Antibiotika oder Krebsmedikamente: Viele Mikroorganismen wie Bakterien produzieren Naturstoffe, die für die Medizin interessant sind. Meist sind es Stoffwechselprodukte, die für das Zusammenleben der Organismen mit anderen Lebewesen überlebenswichtig sind. Forscher der Goethe-Universität Frankfurt am Main haben sich daher auf die Suche nach neuen natürlichen Vorbildern für Arzneimittel begeben.

Naturstoffe bedienen wichtige Funktionen

„Wir vermuten, dass die Produktion von Naturstoffen für das Leben von Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilzen wichtige Funktionen besitzt. Wenn wir diese verstehen würden, gelänge es vermutlich häufiger, eine verwandte Anwendung für diese Substanzen zu finden", erläutert der Frankfurter MIkrobiologe Helge Bode. Der Merck-Stiftungsprofessor für Molekulare Biotechnologie untersucht seit Jahren die Stoffgemische der beiden verwandten Bakteriengattungen Photorhabdus und Xenorhabdus. Diese Gattungen produzieren nicht nur viele verschiedene Naturstoffe. Sie leben als Symbionten im Darm von Fadenwürmern und fördern deren Wachstum. Zum anderen verbünden sie sich mit den Würmern, um sie vor Insektenlarven zu schützen und töten die Angreifer.  

Neue Analysemethode beschleunigt Suche

Um die Funktionen der Naturstoffe und deren Entwicklung zu verstehen, nahm das Team um Bode gemeinsam mit Bioinformatikern Genome von insgesamt 30 Bakterienarten ins Visier. Wie die Forscher im Fachjournal „Nature Microbiology“ berichten, war es dank der Kombination bioinformatischer Methoden und modernster chemischer Analytik möglich, neue Naturstoffe schneller als üblich in den Bakteriengattungen Photorhabdus und Xenorhabdus zu finden. Gleichfalls war somit eine Identifizierung von Naturstoffen möglich, die in Untergruppen oder in fast allen Bakterienarten vorkommen. Die Forscher vermuten, dass Naturstoffe eine wichtige Rolle im Lebenszyklus der Bakterienarten spielen. „Die in unserer Publikation genutzten Technologien erlauben zwar die Identifizierung von biologisch relevanten Mustern, diese in ihrer Bedeutung im Detail zu verstehen, ist jedoch noch ein Stück Arbeit“, sagt Bode.

bb

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