Wie aktivieren Cholera-Bakterien ihre giftige Wirkung? Eine Studie zeigt: Bestimmte Moleküle nehmen dabei eine gefährliche Doppelrolle ein.
Im Mikrobiom des Darms leben Bakterien, Viren und mikrobielle Pilze, die nicht nur die Verdauung regeln, sondern auch zur Immunabwehr beitragen. Wird die Darmflora jedoch – z. B. durch Keime – gestört, kann dies Infektionskrankheiten zur Folge haben.
Forscher haben in einer Studie untersucht, wie es Cholera-Bakterien gelingt, das Darmgleichgewicht zu stören und zugleich ein krankmachendes Toxin zu produzieren. Dabei entdeckten sie einen bisher unbekannten molekularen Mechanismus, der für die Toxinproduktion verantwortlich ist. Zentral dafür ist eine kleine Ribonukleinsäure (sRNA) sowie ein Protein. „Kleine Ribonukleinsäuren und kleine Proteine wurden in der Vergangenheit häufig übersehen, spielen aber eine wichtige Rolle für die Physiologie von Mikroorganismen“, erläutert Prof. Kai Papenfort. „Die molekularen Mechanismen, mit denen diese kleinen Moleküle wirken, sind bislang nur unvollständig erforscht.“
Papenfort und sein Team konnten zeigen, dass ein einzelnes RNA-Molekül – genannt Vibrio cholerae dual RNA and protein (vcdRP) – gleich doppelt in den Stoffwechsel des Cholera-Erregers eingreift und so dessen schädliche Wirkung steuert. „Zum einen inhibiert das in VcdRP enthaltene sRNA-Molekül die Produktion des Cholera-Toxins. Zum anderen nimmt diese kleine Ribonukleinsäure aber auch gleichzeitig selbst die Rolle einer Erbinformation ein und kodiert den Bauplan für ein kleines regulatorisches Protein“, sagt er. Dieses Protein wiederum aktiviert einen zentralen Stoffwechselweg, der Kohlenstoff aus der Nahrung in Energie oder Aminosäuren umwandelt.
„Unsere Arbeit zeigt, dass die Toxinproduktion und damit die krankheitsverursachenden Eigenschaften des Cholera-Bakteriums direkt an seinen Stoffwechsel gekoppelt sind“, macht Papenfort deutlich. Die Forscher konnten damit erstmals eine sRNA mit einer solchen Doppelfunktion in Cholera-Bakterien identifizieren. Ihre Erkenntnisse wollen sie nutzen, um neue Wege zur Bekämpfung von Cholera entwickeln. Gleichzeitig könnten die neuen Daten helfen, denselben molekularen Mechanismus der RNA mit Doppelfunktion positiv zu nutzen.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Die Originalpublikation findet ihr hier.
Bildquelle: Denise Jans, unsplash