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Das Sozialleben von Bakterien

19.12.2013 - (idw) Friedrich-Schiller-Universität Jena

Neue Nachwuchsforschergruppe der Universität Jena erforscht Terrestrische Biofilme Sie sind überall in Böden, auf Gestein, in Wasserleitungen, auf unserer Haut: Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen. Gerade an solchen Grenzflächen sind sie jedoch oftmals keine Einzelgänger, sondern gründen eine Kolonie: Die Bakterien bilden einen Biofilm eine Art Schleimschicht, in der die Mikroben miteinander kommunizieren und interagieren, erklärt Dr. Ákos Kovács von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Ähnlich wie Ameisen und Bienen leben sie in einer sozialen Gemeinschaft, in der jeder Organismus eine bestimmte Rolle spielt und von den anderen profitiert. Doch im Gegensatz zu den beiden Insektenarten sind die komplexen Wechselbeziehungen zwischen den Mikroorganismen in einem Biofilm bisher nur wenig erforscht, sagt der Biologe Kovács.

Der Begriff Biofilm wurde 1981 das erste Mal verwendet. Die ersten Studien über das Sozialverhalten von Bakterien innerhalb eines Biofilms sind noch nicht einmal zehn Jahre alt. An der Universität Jena besteht seit 2012 eine Nachwuchsforschergruppe, die sich ausschließlich mit dieser speziellen Lebensform von Mikroorganismen beschäftigt. Die Wissenschaftler um Gruppenleiter Ákos Kovács waren vorübergehend im BioInstrumentezentrum auf dem Beutenberg-Campus untergebracht. Vor Kurzem konnten sie nun ihr neues Domizil beziehen das renovierte Gebäude in der Neugasse 23, in dem auch die Exzellenz-Graduiertenschule Jena School for Microbial Communication zu finden ist. Jetzt kann es endlich richtig losgehen, freut sich Dr. Kovács.

Die Jenaer Wissenschaftler der neuen Nachwuchsforschergruppe Terrestrial Biofilms wollen den molekularen Mechanismen innerhalb eines Biofilms auf den Grund gehen. Ihr Forschungsobjekt ist der Bacillus subtilis, der stäbchenförmige, zwei Mikrometer große Heubacillus. Wir versuchen, die Signale und die Interaktionen der Bakterien und damit die Entstehung von Biofilmen zu entschlüsseln, erläutert Kovács. Wir isolieren zum Beispiel eines der Bakterien und untersuchen dann, wie sich das auf die restliche Population auswirkt, veranschaulicht der Biologe. Mithilfe von Fluoreszenzmikroskopie und mathematischen Modellen wollen die Wissenschaftler herausfinden, weshalb Bakterien sich lieber in solchen Gemeinschaften organisieren anstatt sich als Einzelkämpfer durchzuschlagen.

Denn Biofilme sind von essentieller ökologischer und medizinischer Bedeutung. So sind Bakterien für zahlreiche Infektionskrankheiten verantwortlich, doch noch immer ist nicht vollständig geklärt, weshalb in Biofilmen gruppierte Bakterien resistent gegen Antibiotika sind. Gleichzeitig verursachen Biofilme aber auch positive Effekte, wie etwa in der Landwirtschaft: Bakterien in Biofilmen können beispielsweise für besseres Pflanzenwachstum und damit einen höheren Ertrag sorgen, da sie die Pflanzen vor Pilzbefall schützen, erklärt Kovács.

Derzeit besteht die an die Professur für Mikrobielle Kommunikation von Prof. Dr. Erika Kothe und an die JSMC angebundene Nachwuchsforschergruppe aus zwei Doktoranden und einer Masterstudentin. Zudem haben bereits zwei Bachelor-Studenten ihre Abschlussarbeiten innerhalb der Gruppe angefertigt. Für die Zukunft plant Ákos Kovács verstärkt mit anderen Wissenschaftlern zu kooperieren innerhalb der Universität insbesondere mit Chemikern und Medizinern des Universitätsklinikums und darüber hinaus mit internationalen Kollegen etwa aus den Niederlanden und Argentinien.

Ich freue mich, dass ich nun hier in Jena eine eigene Arbeitsgruppe aufbauen und somit die Erforschung der Biofilme und des Sozialverhaltens von Mikroorganismen weiter vorantreiben kann, sagt Ákos Kovács, der sich bereits an der Universität Groningen seiner vorherigen beruflichen Station mit diesem Thema beschäftigt hat. Und Jena biete ihm dafür die idealen Voraussetzungen: Einerseits bietet die Universität viele Anknüpfungspunkte für unsere Forschungen, denn die Mikrobiologie ist eines der Schwerpunktfächer. Und andererseits ist da die Stadt mit ihrer tollen Atmosphäre eines Universitäts- und Wissenschaftsstandortes, schwärmt der aus Ungarn stammende Biologe.


Kontakt:
Dr. Ákos T. Kovács
Institut für Mikrobiologie der Universität Jena
Neugasse 23, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949980
E-Mail: akos-tibor.kovacs[at]uni-jena.de Weitere Informationen:http://www.uni-jena.dehttps://sites.google.com/site/terrestrialbiofilms/
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