Ludwig-Maximilians-Universität München
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Infektionsforschung

Was Helicobacter so flexibel macht

München, 11.02.2019

Der Magenkeim Helicobacter pylori verdankt seine weite Verbreitung seiner genetischen Anpassungsfähigkeit. LMU-Mikrobiologen haben nun ein Enzym identifiziert, das wesentlich für seine globale Genexpression und Umweltanpassung ist.

Grafik: Kateryna_Kon / fotolia.com

Das Bakterium Helicobacter pylori ist weltweit verbreitet und Auslöser einer der häufigsten chronischen bakteriellen Infektionen des Menschen. Die Infektion kann symptomlos verlaufen oder verschiedene Formen von Magen-Darm-Beschwerden verursachen. Die schlimmste Folgekrankheit ist aber Magenkrebs, an dem circa ein Prozent der Infizierten erkranken. Eines der Hauptmerkmale von Helicobacter pylori ist seine genetische Vielfalt. Die Teams der LMU-Mikrobiologen Professor Sebastian Suerbaum und Professor Christine Josenhans untersuchen, welche Rolle diese bei der Anpassung an den menschlichen Wirt spielt. Nun ist es ihnen gemeinsam gelungen, ein Enzym zu identifizieren, das eine wesentliche Rolle für die koordinierte Steuerung der gesamten Genexpression des Bakteriums spielt. Das Besondere: Dieses Enzym, eine sogenannte Methyltransferase, die Methylgruppen auf bestimmte DNA-Motive überträgt, hatte ursprünglich eine gänzlich andere Funktion und gehörte zu einem bakteriellen Ur-Immunsystem. Die neue Funktion war offenbar so wichtig für die Anpassung des Bakteriums an den menschlichen Magen, dass sich das Enzym bei allen H. pylori-Stämmen aus allen Kontinenten findet. Dies steht im Gegensatz zu vielen anderen Enzymen der gleichen Familie, die nur in wenigen Stämmen vorhanden sind. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher vom Max von Pettenkofer-Institut der LMU aktuell in der renommierten Fachzeitschrift Nucleic Acids Research, Erstautorin ist die Doktorandin Iratxe Estibariz.

Methyltransferasen sind bei fast allen Lebewesen entscheidend für epigenetische Prozesse, mit denen sich Organismen an ihre Umwelt anpassen. Methylierung zur Steuerung von Genexpression (Epigenetische Kontrolle) wurde zuerst beim Menschen entdeckt – je nachdem, ob DNA-Sequenzen methyliert sind oder nicht, werden Gene (in)aktiv geschaltet oder eben nicht. Allerdings: „Die Epigenetik von Bakterien ist bislang wenig erforscht“, sagt Sebastian Suerbaum. Gemeinsam mit Christine Josenhans konnte er nun zeigen, dass die Methyltransferase JHP 1050 offenbar eine wesentliche Funktion für Helicobacter pylori hat. Sie beeinflusst wichtige Merkmale wie das Anhaften an die Wirtszellen und die Zellform. „Unsere Arbeit zeigt, dass praktisch alle Eigenschaften, die für die Bakterium-Mensch-Interaktion wichtig sind – bakterieller Stoffwechsel, Wechselwirkungen mit menschlichen Zellen, Beweglichkeit und Stressresistenz der Bakterien – durch die globale Genmethylierung gesteuert wird, und den Bakterien auch eine sehr große Flexibilität ermöglicht, diese Eigenschaften dauernd den wechselnden Umgebungsbedingungen anzupassen“, sagt Christine Josenhans.

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