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Gesellig und gesprächig: Myxococcus xanthus ist die Mikrobe des Jahres 2020

Myxococcus xanthus jagt im Schwarm eine Escherichia coli-Kolonie.

Sie kommunizieren untereinander, rotten sich in Gruppen zusammen und jagen gemeinsam. Gemeint sind keine großen Raubtiere, wie Löwen oder Wölfe, sondern die Mikrobe des Jahres 2020. Diese wird jedes Jahr von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) gewählt, in der etwa 3.500 Mikrobiologen aktiv sind. Aufgrund der faszinierenden Kooperation und Kommunikation untereinander, fiel die Wahl dieses Jahr auf das Bakterium Myxococcus xanthus.

Geht es um Nahrung, ist die Mikrobe des Jahres 2020 nicht zimperlich. Mit hunderttausenden weiteren Vertretern ihrer Art, zieht Myxococcus xanthus los und geht auf die Jagd nach Beute. Das sind andere Bakterien, welche Myxococcus xanthus erst belagert und dann vernichtet. Hierzu kommunizieren die winzigen stäbchenförmigen Bakterien untereinander und koordinieren so ihr Verhalten.

Gibt es in ihrem Lebensraum Boden keine Nahrung, formen sich die länglichen Bakterien zu runden Sporen und schließen sich zu einem gelben, kugelförmigen Fruchtkörper zusammen, um so die Hungerzeit zu überstehen. Dieser Fruchtkörper mit seiner Form und Farbe ist der Namensgeber der Mikrobe. Xanthus ist das griechische Wort für gelb, coccos bedeutet kugelig und steht für die Form der Sporen. Das griechische Wort für Schleim, welcher die Sporen als Fruchtkörper zusammenhält, ist Myxa. Während der Hungerzeit opfert sich ein großer Teil der Zellen, um den anderen als Nahrungsquelle zu dienen und so das Überleben der Gemeinschaft zu sichern. Außerdem verbleiben einige Bakterien außerhalb des Fruchtkörpers und suchen nach Nahrung.

Hunderttausende Zellen von Myxococcus xanthus formen bei Nahrungsmangel einen kugeligen Fruchtkörper mit dauerhaften Sporen im Inneren.

Die Mikrobe des Jahres 2020: Zusammen stark

Damit die Jagd nach Nahrung und das Überleben in der Hungerzeit so gut gelingt, ist präzise Kommunikation notwendig. Dafür nutzt Myxococcus xanthus verschiedene Signalstoffe und Empfangssysteme, welche selbst Mikrobiologen verblüffen. Für die Mikroben ist die Kommunikation lebenswichtig, denn nur so können sie die Jagd koordinieren, wissen wann sie sich zum Fruchtkörper zusammenschließen müssen und können die verschiedenen Rollen untereinander verteilen.

Besonders beeindruckend: Wenn die Bodenbakterien sich zum Fruchtkörper zusammenschließen, ist das Gebilde beinahe mit bloßem Auge erkennbar. Gemeinsam erreichen sie in etwa die Dicke eines Blattes Papier.

Auch die Bewegungsmechanismen von M. xanthus sind extrem ausgefeilt. Eine Möglichkeit sind haarförmige Anhängsel, mit denen sich das Bakterium nach vorne ziehen kann. Eine andere Taktik sind Proteinkomplexe die sich am vorderen Zellpol bilden und an den Untergrund anheften. Dann wandert der Komplex ans hintere Ende der Zelle – dadurch gleitet die Zelle förmlich über den Untergrund.

Ein gelber Signalstoff aus Myxococcus xanthus unterstützt die Bildung von Dauerformen, die bei widrigen Bedingungen überleben können. Andere Naturstoffe aus Myxobakterien steuern das Schwarmverhalten oder wirken als Antibiotika.

Jäger im Namen der Medizin

Dass M. xanthus bei der Nahrungssuche andere Bakterien tötet und frisst, macht den sozialen Jäger auch für Mediziner interessant. Denn zum Abtöten der Opfer und für die Kommunikation produziert das Bakterium viele biologische Wirkstoffe, darunter auch antibiotische Substanzen. Daher könnte das Bakterium zur Quelle für neue Antibiotika werden.

Generell spielen Myxobakterien eine wachsende Rolle in der Forschung, da diese viele medizinisch interessante Substanzen bilden. Diese könnten beispielsweise in der Infektionstherapie, aber auch bei Krebs und sogar im Pflanzenschutz zum Einsatz kommen. Es bleibt also abzuwarten, welche Rolle die Mikrobe des Jahres 2020 und andere Myxobakterien in der Forschung noch spielen werden. Eines ist auf jeden Fall jetzt schon klar: Die Biologie des Bakteriums ist extrem vielseitig und faszinierend und damit hat M. xanthus seinen neuen Titel wohl verdient.

Weiterführende Informationen

  1. Mikrobe des Jahres 2020, VAAM
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