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Umwelt+Natur

Bakterien fahren rechts

Kolibakterien haben einen Rechtsdrall: Auf Oberflächen bewegen sich die Mikroben vorzugsweise im Uhrzeigersinn, und in Kanälen biegen sie an Abzweigungen bevorzugt rechts ab. Das konnten Forscher der Harvard-Universität in Cambridge in Experimenten mit Bakterien vom Typ Escherichia coli nachweisen. Als Orientierung dient den Zellen dabei die Lage der mit einem gelartigen Nährmedium versehenen Kanalwand.

In der Masse schwärmen die stäbchenförmigen, mit Geißeln besetzten E. coli-Zellen auf einer Nähroberfläche normalerweise gleichmäßig in alle Richtungen aus. Die spiralförmigen Geißeln befördern das Bakterium dabei vorwärts wie ein motorisierter Propeller. Als isolierte Zellen orientieren sich die Bakterien jedoch offenbar anders. Das beobachteten die Harvard-Forscher, als sie einzelne E. coli-Schwärmerzellen in enge, rechteckige Mikrokanäle einbrachten, die unten von einem Nährmedium und seitlich und oben von einem Feststoff begrenzt wurden. Dabei bewegten sich die Zellen vorzugsweise entlang der Kanalwand zu ihrer Rechten, so dass von oben betrachtet ein Bild von rechtsgeordnetem Gegenverkehr zu beobachten war.

Die kleinen Synchronschwimmer wählten ihre Laufbahn stets näher an dem nährstoffhaltigen Kanalboden als an einer der anderen Begrenzungen. Wenn in das Kanälchen eine Weggabelung mit den Möglichkeiten rechts, links und geradeaus eingebaut war, wählte die Mehrzahl der Bakterien die rechte Spur. Ein Geschwindigkeitsvergleich der rechts schwimmenden Bakterien mit der kleineren Linksschwimmer-Fraktion ergab, dass sich letztere etwas langsamer fortbewegte.

Die Entdeckung könnte helfen, die Entstehung von Biofilmen auf Oberflächen besser zu verstehen. Mit der gerichteten Zellbewegung könnten außerdem neue Mikroinstrumente wie Biosensoren oder Vehikel zum gezielten Transport von Mikrofracht entwickelt werden, glauben die Forscher.

Willow DiLuzio ( Harvard-Universität, Cambridge) et al.: Nature, Bd. 435, S. 1271

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