Kommunikation von Bakterien

Mikrobiologen mit Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis geehrt

Zwei US-amerikanische Mikrobiologen sind mit dem bedeutenden Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis ausgezeichnet worden. Ihre Forschungsarbeit könnte dazu beitragen, den Einsatz von Antibiotika zu vermeiden. Mit dem Nachwuchspreis wird eine Bonner Entwicklungsbiologin geehrt.

Von Marco MrusekMarco Mrusek Veröffentlicht:
Bonnie L. Bassler, Michael R. Silverman und Elvira Mass

Bonnie L. Bassler, Michael R. Silverman und Elvira Mass

© Bonnie L. Bassler, Florence McCall, Barbara Frommann

Frankfurt. Die beiden US-amerikanischen Mikrobiologen Professor Bonnie L. Bassler und Professor Michael R. Silverman erhalten den bedeutenden Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis 2021. Silverman und Bassler werden damit für ihre Arbeiten zur Kommunikation von Bakterien geehrt. Der Preis ist mit 120.000 Euro dotiert und gilt als als eine der bedeutendsten Ehrungen in der medizinischen Grundlagenforschung. Viele Preisträger der vergangenen Jahrzehnte bekamen später den Medizin-Nobelpreis.

Bassler (58) von der Princeton University und dem Howard Hughes Medical Institute und Silverman (77), Emeritus des Agouron Institute im kalifornischen La Jolla, werden für ihre bahnbrechenden Entdeckungen zum „Quorum Sensing“ ausgezeichnet, wie die Paul Ehrlich-Stiftung mitteilt. Dieser Begriff bezeichnet die Strategie der bakteriellen Kommunikation. Denn obwohl Bakterien Einzeller sind, erreichen sie gemeinsame Ziele nur durch Zusammenarbeit. Die Bildung eines Biofilms zum Schutz vor dem Immunsystem oder die Synthese eines Giftstoffs zum Angriff auf den Wirt zum Beispiel gelingen nur, wenn sich die Bakterien untereinander verständigen.

Nötiges Quorum von Bakterien

„Silverman und Bassler haben gezeigt, dass kollektives Verhalten nicht nur die Regel unter vielzelligen Organismen ist, sondern auch unter Bakterien“, schreibt der Stiftungsrat der Paul Ehrlich-Stiftung dazu in seiner Begründung. „Auch Bakterien verständigen sich untereinander, belauschen sich gegenseitig, treffen Absprachen und koordinieren damit ihr Verhalten. Die allgegenwärtige Kommunikation unter Bakterien stellt eine erst durch die Preisträger erkannte Achillesferse dar, die neue Ansätze liefert, Mikroben zu bekämpfen. Statt Bakterien mit Antibiotika zu töten, können nun Substanzen entwickelt werden, die die bakterielle Kommunikation unterbinden. Die Forschung der Preisträger hat damit eine erhebliche Relevanz für die Medizin“, so der Stiftungsrat weiter.

Um die Zahl an Bakterien in einer bestimmten Umgebung zu messen, sezernieren Bakterien eine bestimmte Sorte von Sprachmolekülen, deren Konzentration mit der Zahl der Bakterien zunimmt, heißt es in der Mitteilung. Überschreitet die Konzentration einen bestimmten Schwellenwert - das „Quorum“ - , setzt ein gruppenspezifisches Verhalten ein, das einer Bakteriengemeinschaft neue Eigenschaften verleiht. Durch die Arbeit der Preisträger ist nun bekannt, dass dieses Phänomen nicht begrenzt, sondern in der gesamten Welt der Bakterien verbreitet ist. Die Ehrung wird seit 1952 von der Paul Ehrlich-Stiftung verliehen. Überreicht wird der Preis traditionell am Geburtstag des Nobelpreisträgers Paul Ehrlich, dem 14. März. In diesem Jahr wird die Verleihung aufgeschoben: Sie soll erst im kommenden Jahr - dann zusammen mit den Preisträgern des Jahres 2022 - in der Frankfurter Paulskirche überreicht werden.

Perspektivenwechsel beim Dottersack

Seit 2006 vergibt die Stiftung zusätzlich zum Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis einen mit 60.000 Euro dotierten Nachwuchspreis. Mit diesem wird in diesem Jahr die Entwicklungsbiologin Professorin Elvira Mass (34) vom Life and Medical Sciences Institut der Universität Bonn ausgezeichnet. Mass erhält den Preis für ihre Arbeit zur Organentwicklung bei Mäusen. Sie konnte demonstrieren, dass spezialisierte Immunzellen aus dem Dottersack die Entwicklung der Organe begleiten und zeitlebens zur Gesunderhaltung beitragen. Damit bestimmen diese Zellen mit über das Funktionieren der Organe, heißt es in der Mitteilung der Stiftung weiter.

„Die besondere Leistung von Elvira Mass besteht in einem wichtigen Perspektivenwechsel beim Blick auf die Funktion von Organen“, schreibt der Stiftungsrat in seiner Begründung. „Wer sich für die Frage interessiert, wie sich Organe entwickeln und was sie gesund erhält, schaut jetzt nicht mehr nur auf das Knochenmark, sondern ebenso auf den Dottersack und damit auf eine ganz andere Population von Makrophagen. Das hat auch Konsequenzen für die Medizin, denn Organerkrankungen könnten auch auf eine Fehlfunktion der Makrophagen-Vorläuferzellen aus dem Dottersack zurückgehen“, so der Stiftungsrat weiter.

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