🦠 Ein Bakterium breitet sich weltweit aus, indem es Gene verliert

Eine weit verbreitete Salmonelle scheint an Boden gewonnen zu haben, nachdem sie bestimmte Teile ihrer DNA verloren hat.

Die Forschenden befassten sich mit ST34, einer Familie von Salmonellen, die heute in vielen Ländern vorkommt. Diese Bakterien können von Tieren auf Menschen übergehen und Darminfektionen verursachen. Um ihre Entwicklung nachzuverfolgen, verglich das Team fast 45.000 Salmonellengenome aus verschiedenen Regionen und Zeiträumen.

Das Genom enthält die für das Funktionieren eines Organismus notwendigen Anweisungen. Diese Anweisungen sind auf DNA-Abschnitte verteilt, die Gene genannt werden. Man könnte daher annehmen, dass ein Bakterium zwangsläufig weniger leistungsfähig wird, wenn es Gene verliert. Im Fall von ST34 beobachteten die Forschenden das Gegenteil.

Eine erste Veränderung betrifft ein Gen namens dinB. Dieses ist normalerweise aktiv, wenn das Bakterium beschädigte DNA kopieren muss. Bei ST34 beeinträchtigt eine Mutation seine Funktion, und diese Veränderung hat anschließend Auswirkungen auf die Aktivität anderer Gene.

Die Forschenden beobachteten insbesondere Auswirkungen auf die Flagellen. Diese langen Fäden an der Oberfläche des Bakteriums ermöglichen ihm, sich fortzubewegen. Nach der Veränderung von dinB verlor ST34 ein weiteres Gen, das an der Bildung dieser Flagellen beteiligt ist.

Diese Abfolge von Veränderungen scheint dem Bakterium im Darm einen Vorteil verschafft zu haben. Die Forschenden überprüften dies in Experimenten, bei denen verschiedene Salmonellen miteinander konkurrierten. ST34 konnte sich dabei besser entwickeln als einige andere Linien.

Die Reihenfolge der Veränderungen scheint von Bedeutung zu sein. Die Analyse der Entwicklung von ST34 deutet darauf hin, dass die Mutation des ersten Gens vor dem Verlust des zweiten auftrat. Diese aufeinanderfolgenden Veränderungen begleiteten die weltweite Verbreitung dieser Salmonellenfamilie.

Diese Studie liefert einen Ansatz zur Überwachung des Auftretens neuer Linien. Die Forschenden können bei anderen krankheitserregenden Bakterien nach ähnlichen Abfolgen von Mutationen suchen.