Sie gehören zu Gattungen mit exotisch klingenden Namen: Herpetosiphon etwa, übersetzt heißt das soviel wie kriechende Röhre. Oder auch Lysobacter. Hier steckt die Auflösung von Bakterienzellen bereits im Namen.
Am Jenaer Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie Hans- Knöll-Institut widmet sich nun eine neue Nachwuchsgruppe diesen interessanten Vertretern. Dabei geht es nicht um atemberaubende Verfolgungsjagden oder fesselnde Zweikampfszenen. Vielmehr interessieren sich die Forscher für die molekularen Prozesse, die dem Jagdverhalten der Prädatoren so bezeichnen die Mikrobiologen ihre Untersuchungsobjekte zugrunde liegen. Der Grund für dieses Interesse ist laut Markus Nett, Leiter der Gruppe, ein ganz praktischer: Die räuberischen Bakterien bilden offenbar Stoffe, mit denen sie ihre Opfer zur Strecke bringen. Das sind Gifte, die uns als Grundlage für die Entwicklung neuer Antibiotika dienen können. Zumindest liefern sie Anhaltspunkte, wie man Bakterien gezielt und selektiv bekämpfen kann. Im Falle einer Infektion möchten wir ja möglichst nur den Krankheitserreger ausschalten und das schnell und vollständig. Die nützlichen Bewohner unseres Körpers, die sogenannte physiologische Flora, soll dagegen unbeschadet bleiben um Verdauungsprobleme oder Hautschädigungen zu vermeiden.
Eine weitere Beobachtung reizt den jungen Forscher, genauer nachzusehen: Die Bakterien gehen nicht allein auf die Jagd, sondern sie verhalten sich bildhaft beschrieben wie ein Wolfsrudel. Sobald ein jagendes Bakterium Beute in Form einer anderen Bakterienzelle gefunden hat, ruft es durch einen ganzen Komplex chemischer Signalstoffe weitere Jagdgenossen herbei. Gemeinsam machen sie sich anschließend über das Opfer her, es wird durch ausgeschiedene Enzyme zersetzt. Über solche Kommunikationsprozesse ist bis heute nur wenig bekannt. Man weiß jedoch, dass auch Krankheitserreger über solche Mechanismen verfügen und beispielsweise bestimmte Giftstoffe erst dann bilden, wenn sich die Erreger im infizierten Wirtsorganismus ausreichend stark vermehrt haben. Die Bakterien verständigen sich also darüber, wann ihre Streitmacht groß genug ist, um erfolgreich losschlagen zu können.
Mit diesem Forschungsprofil passt Markus Nett genau in die Jenaer Mikrobiologen- Gemeinschaft. Seit gut einem Jahr befasst sich hier das einzige Exzellenz-Projekt in Thüringen mit den Grundlagen der mikrobiologischen Kommunikation. Über dreißig Wissenschaftler und mit ihnen an die 150 Doktorandinnen und Doktoranden schauen in der Jena School for Microbial Communication JSMC über die Grenzen einzelner Organismen hinaus und erforschen, wie sie sich untereinander und mit anderen Arten verständigen. So wird auch die neue Nachwuchsgruppe in Kürze einen JSMC-Doktoranden aufnehmen.
Markus Nett ist Pharmazeut und kennt sich daher in Biologie und Chemie gleichermaßen gut aus. Der 31jährige studierte in Bonn und schloss seine Doktorarbeit mit dem bestmöglichen Prädikat summa cum laude ab. Anschließend ging er für knapp zwei Jahre in die USA. Dort befasste er ich an der University of California in San Diego mit der Bildung von Naturstoffen bei Meeresbakterien. Die erfolgreiche Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Prof. Gabriele König in Bonn und Prof. Donald Bryant von der US-amerikanischen Pennsylvania State University wird er auch am HKI fortsetzen.
Das Nachwuchsgruppenprogramm ist die erfolgreiche Karriereschmiede des HKI. Junge, aussichtsreiche Wissenschaftler erhalten eine eigene Forschungsgruppe und genießen die Freiheit, sich bei bester technischer Ausstattung ein eigenes Forschungsprofil zu erarbeiten. Dabei profitieren die Forscher von einem dichten Netzwerk gleichgesinnter Kollegen, die als Kooperations- und Diskussionspartner am gleichen Strang ziehen. Bisher erhielten alle Absolventen des Nachwuchsprogramms Professuren oder Leitungspositionen in der Industrie.
Viele Krankheitserreger sind heute resistent gegen die bekannten Antibiotika. Weltweit suchen Wissenschaftler daher intensiv nach neuen Möglichkeiten, Bakterien selektiv und wirksam zu bekämpfen. Auch die Industrie, die sich lange Jahre kaum um dieses wenig ertragreiche Gebiet gekümmert hat, beginnt wieder Interessen zu zeigen. Die Frage ist nur: An welchen Zielstrukturen greift man eine Bakterienzelle an, ohne dass diese sich durch alternative Stoffwechselwege vor diesem Angriff schützt. Ein Blick in die natürlichen Prozesse kann dabei sehr hilfreich sein. In der seit Jahrmillionen andauernden Auseinandersetzung der Organismen miteinander wurden vielfach molekulare Prinzipien entwickelt und erprobt, die sich der Mensch heute zunutze machen kann. Es kommt nur darauf an, an Stellen zu suchen, die bisher kaum jemand beachtet hat.
Das Hans-Knöll-Institut steht solchen Ideen seit jeher sehr offen gegenüber. So konnten schon einige Wirkstoffe gefunden und zu Medikamenten entwickelt werden, die heute in der Apotheke verfügbar sind. Erst jüngst gelang die Entdeckung einer hochwirksamen Substanz gegen Tuberkulose, die nun in Kooperation mit der Industrie in die klinische Prüfung geht.