Cholera-Bakterien können die Aktivität eines für die Krankheitsentstehung entscheidenden Virus in ihrem Inneren regulieren. Das hat ein Forscherteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena nachgewiesen.

Wissenschaftler der Universität Jena haben einen bislang unbekannten Regulationsmechanismus bei Cholera-Erregern entschlüsselt. Wie das Team im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) berichtet, reagiert das Bakterium Vibrio cholerae auf Umweltsignale wie Stress, Nährstoffmangel oder hohe Zelldichte, indem es die Vermehrung eines in ihm enthaltenen Virus steuert.

Krankheitserreger reagieren äußerst sensibel auf ihre Umwelt – etwa auf Stress, Nährstoffmangel oder die Dichte ihrer Population. Auch Cholera-Bakterien nutzen solche Signale, um die Aktivität eines gefährlichen Virus in ihrem Inneren zu steuern.

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Im Mittelpunkt der Studie steht der sogenannte CTXϕ-Phage – ein Virus, das Bakterien infiziert und die Gene für das Cholera-Toxin trägt. Erst dieser Phage macht Vibrio cholerae nach Angaben der Forscher zu einem für den Menschen gefährlichen Krankheitserreger. Wie Bakterien die Aktivität solcher Viren kontrollieren, sei bislang nur unzureichend verstanden gewesen.

Kleines RNA-Molekül wirkt als Bremse

Eine zentrale Rolle spielt den Ergebnissen zufolge ein kleines regulatorisches RNA-Molekül mit dem Namen „CisR“. Es greife direkt in den Lebenszyklus des Phagen ein und reduziere die Produktion eines Hüllproteins, das für die Bildung und Freisetzung neuer Viruspartikel notwendig ist. Besonders aktiv werde CisR unter Stressbedingungen sowie bei hoher Zelldichte oder eingeschränkter Nährstoffverfügbarkeit.

„Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass kleine regulatorische RNAs direkt die Vermehrung eines krankheitsrelevanten Phagen kontrollieren können“, erklärte der an der Studie beteiligte Wissenschaftler Kai Papenfort. Damit sei ein neuer Mechanismus identifiziert worden, mit dem Bakterien die Aktivität von Viren an ihre jeweilige Umwelt anpassten.

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Mögliche Ansätze für neue Therapien

Für die Untersuchung kombinierte das Team moderne RNA-Sequenzierung mit genetischen und molekularbiologischen Analysen. Zunächst seien RNA-Wechselwirkungen in Bakterienzellen unter virulenzfördernden Bedingungen kartiert worden. Anschließend habe sich nachweisen lassen, wie CisR an die RNA des Phagen bindet und deren Aktivität unterdrückt.

Langfristig könnten solche Mechanismen nach Angaben der Forscher neue Ansätze für antimikrobielle Strategien eröffnen – etwa indem nicht die Bakterien selbst abgetötet, sondern gezielt ihre krankheitsrelevanten Regulationsnetzwerke beeinflusst würden. Die Studie entstand im Rahmen des Exzellenzclusters „Balance of the Microverse“.