Wie Löcher Bakterien verraten können

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Amerikanische Wissenschaftler haben eine neue Methode zur Diagnose von bakteriellen Erkrankungen entwickelt. Das Verfahren beruht auf der Erkennung winziger Nanoporen, die sich in einer Zellmembran bilden, wenn bakterielle Moleküle daran ankoppeln. Auf diese Weise verändert sich die Größe des Ionenstroms durch die Membran, und dies kann durch eine relativ einfache Untersuchung des Stromflusses in einer Blutprobe nachgewiesen werden.

Zur Demonstration des neuen Diagnoseverfahrens wählten John Kasianowicz und seine Kollegen vom National Institute of Standards and Technology (NIST) zwei Proteine des Anthrax-Bakteriums aus. Das erste, als “protective antigen” (schützendes Antigen) bezeichnet, kann sich an eine biologische Zellmembran anlagern und dort eine Pore bilden, so dass bei Anlegen einer Spannung ein Strom von Ionen in beide Richtungen durch die Pore zu fließen beginnt.

An diese Pore kann nun ein weiteres Protein des Bakteriums namens “lethal factor” (tödlicher Faktor) ankoppeln. Sobald dies geschieht, verwandelt sich die Pore in eine Einbahnstraße ? Ionen können nun nur noch von außen nach innen fließen und nicht umgekehrt. Mithilfe einer Überwachung des Ionenstroms lässt sich diese Anlagerung und damit winzige Mengen von Anthrax-Proteinen einer Konzentration von nur 10 Pikomol pro Liter nachweisen.

Antikörper gegen die Anthrax-Erreger scheinen genau die Bindung dieser zwei Moleküle zu behindern. Die Forscher hoffen daher, dass ihr Verfahren zur Überprüfung der Wirksamkeit zukünftiger Medikamente dienen kann. Kasianowicz weist auch darauf hin, dass der gewöhnliche Anthraxtest, bei dem die zu untersuchende Probe in lebendiges Gewebe injiziert werden muss, im Gegensatz zu der neuen Methode erst nach mehreren Tagen einen eindeutigen Befund liefert. Die Forscher wollen nun darangehen, ihr Verfahren auf andere Bakterien zu erweitern.

Pressemitteilung des NIST Stefan Maier

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