Bakterien blühen auf

Gemeinsam wachsen
Durch Zufall entdeckte ein Forscherteam, dass Bakterien in Kulturen wunderschöne Blumenmuster bilden, wenn sie wachsen. Das funktioniert aber nur mit bestimmten Bakterien-Arten.

Eigentlich wollten die Forscher um Liyang Xiong von der University of California in San Diego etwas anderes erforschen. Was, das verraten sie nicht. Aber sie gaben einen Tropfen Flüssigkeit gespickt mit den Bakterien Escherichia coli und Acinetobacter baylyi in die Mitte einer Petrischale und liessen diese ruhen.

Einen Tag später entdeckte Xiong ein Blumenmuster in der Schale. «Die Schönheit des Musters beeindruckte mich und ich fragte mich, wie die bakteriellen Zellen miteinander interagieren und Künstler werden», sagt Xiong in einer Medienmitteilung.

Xiong und Kollegen entwickelten ein mathematische Modell, das die Bewegungen erklären sollte. In dieses Modell flossen auch die Lebensweisen der beiden Bakterien mit ein. Escherichia coli ist ein guter Schwimmer, auf der gallertartigen Nähroberfläche der Petrischale kann es sich aber nur sehr schlecht fortbewegen. Acinetobacter baylyi dagegen besitzt auf seiner Oberfläche kleine Fortsätze, sogenannte Pili, die wie kleine Beinchen funktionieren. Dank ihnen kann es sich in der Schale sehr schnell ausbreiten. Mixt man die Beiden zusammen, fährt Escherichia coli quasi per Anhalter auf Acinetobacter baylyi mit, wie es in der Mitteilung heisst.

Dort, wo sich viele Escherichia coli ansammeln, wächst die Kolonie langsamer. So entstehen die Blütenblätter. Wie Xiong zeigen konnte, entsteht solch eine Blume immer, wenn man ein bewigliches und ein unbewegliches Bakterium zusammenmischt.

Escherichia coli ist ein Darmbakterium, das im Verdauungstrakt von Menschen und in Tieren vorkommt und dort Vitamin K produziert. Obwohl es ein wichtiger Teil der Darmflora ist, existiert es auch in pathogenen Stämmen, die Infektionen auslösen können. Acinetobacter baylyi und andere Vertreter seiner Gattung sind oft resistent gegen Penicillin und Chloramphenicol und sind für Patienten im Spital potentiell gefährlich. Zu wissen, wie sich mobile und immobile Bakterien zusammen fortbewegen, bringe wichtige Erkenntnisse darüber, wie sich Biofilme bilden und wie man sie eliminieren kann, schreiben die Forscher, die ihre Ergebnisse am 14. Januar im Fachmagazin «eLife» veröffentlichten. Solche Filme bilden sich beispielsweise auf Schrittmachern oder Kathetern.

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