Der Arzneischrank unter unseren Füßen

Einige im Boden lebende Arten produzieren Botenstoffe und andere Substanzen, die für die pharmazeutische Forschung und die Entwicklung von Arzneistoffen interessant sind. Besonders ergiebig ist hierbei die Bakteriengattung Streptomyces, aus der allein etwa 70 Prozent aller aus Bakterien isolierten Antibiotika stammen. Streptomyceten kommen überwiegend im Boden vor und bilden dort Kolonien und ein pilzähnliches Mycel. In unterschiedlichen Phasen ihres Lebenszyklus produzieren sie sekundäre Stoffwechselprodukte, über die sie untereinander, aber auch mit anderen Arten kommunizieren.

Dass dabei sogar die Grenzen von biologischen Domänen überschritten werden, nämlich zwischen Prokaryoten (Streptomyceten) und Eukaryoten (zum Beispiel Pilze), zeigt eine aktuelle Publikation in »Nature Microbiology« (DOI: 10.1038/s41564-023-01382-2). Forschende des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena (Leibniz-HKI) schreiben darin, dass verschiedene Streptomyces-Arten über sogenannte Arginoketide (von Arginin abgeleitete Polyketide) mit Pilzen, Bakterien und Algen kommunizieren: Die Bakterien bilden daraufhin Biofilme, Algen schließen sich zu Aggregaten zusammen und die Pilze bilden eigene Botenstoffe, die sie sonst nicht produzieren und die auf weitere Organismen wirken.

Bereits im Jahr 2020 berichtete ein schwedisch-britisches Forscherteam im selben Journal von einer anderen, äußerst kuriosen Interaktion, an der Streptomyceten beteiligt sind (DOI: 10.1038/s41564-020-0697-x). Offenbar sondern die Bakterien, wenn sie infolge sich verschlechternder Lebensbedingungen am aktuellen Standort Sporen bilden, bestimmte Duftstoffe ab, die Springschwänze anlocken. Diese fressen zwar die Bakterien auf, schaden ihnen also. Mitgefressen werden aber auch die Sporen, die zudem an den Körpern der Springschwänze haften. Sobald diese sich woanders hinbewegen, bringen sie die Sporen an andere Standorte, wo sich eine neue Streptomyces-Kolonie bilden kann.