Bakterien mit einer äußeren Membran, sogenannte gramnegative Bakterien, könnten auf ihrer Oberfläche stärkere und schwächere Schutzstellen haben, berichtet ein Team um den Biophysiker Bart Hoogenboom vom University College London (UCL).
Mit Nanonadeln Oberfläche abgetastet
„Diese äußere Membran ist eine sehr gute Barriere gegen Antibiotika und trägt maßgeblich dazu bei, dass ansteckende Bakterien resistent gegen eine Behandlung werden können“, so Hoogenboom in einer Aussendung. Wie diese Barriere genau ansieht, sei bisher aber unklar gewesen, „deshalb haben wir uns das genau angesehen.“
Konkret gemacht haben die Forscherinnen und Forscher das anhand des gramnegativen Bakteriums E. Coli, das in einigen Varianten eine Reihe von Krankheiten beim Menschen auslösen kann. Mit winzigen Nadeln im Nanobereich tasteten sie die Oberfläche des Bakteriums ab und visualisierten damit die molekularen Strukturen – diese erwiesen sich als ziemlich ungleichmäßig.
“Laut dem Lehrbuch sollten die äußere Membran vor allem Proteine zeigen, die ungeordnet verteilt sind und sich mit anderen Bestandteilen mischen. Unsere Bilder zeigen, dass das nicht der Fall ist“, sagt die Biochemikerin Georgina Benn, ebenfalls vom UCL. Stattdessen vermischen sich die beiden Bereiche der Oberflächenstruktur – proteinreiche Verbindungen auf der einen, Zucker-Fett-Verbindungen (Glycolipide) auf der anderen Seite – nicht. „Die Lipid-Flecken sind von proteinreichen Stellen so getrennt wie Öl von Wasser“, vergleicht Benn. In einigen Fällen konnte sie regelrechte Ritzen zwischen diesen Bereichen im Schutzschild der Bakterien beobachten.
Die äußere Membran gramnegativer Bakterien gleiche einem Mosaik, schreiben die Forscherinnen und Forscher in der aktuellen Ausgabe (noch nicht online) der Fachzeitschrift „PNAS“. Die Kontaktstellen der Mosaikbestandteile seien ein wichtiger Ansatzpunkt, nicht nur die Funktion der Membran zu untersuchen, sondern auch ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Antibiotika.