Das Selbstmord-System der Bakterien
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Porträt

Das Selbstmord-System der Bakterien

„Mein Beruf ist mein Hobby – und mein Hobby ist mein Beruf“, sagt Anton Meinhart über seine Forschung. Dabei lag seine Begeisterung ursprünglich in der Mineralogie und Kristallographie. Nach dem Diplom wechselte der heute 38-jährige Österreicher zur Biochemie, und fand dort seine Bestimmung. Seit 2004 leitet Meinhart eine Arbeitsgruppe in der Abteilung Biomolekulare Mechanismen am Max-Planck-Institut für Biomedizinische Forschung in Heidelberg, seine Forschungen zur Rolle des programmierten Zelltods in Bakterien und deren Rolle bei Antibiotika-Resistenzen hat er bereits im Fachmagazin Nature (2004, Bd. 430, S. 223-226) publiziert. Für seine innovativen Forschungsarbeiten erhielt Meinhart Anfang diesen Jahres den mit 100.000 Euro dotierten Chica und Heinz Schaller Förderpreis 2011.

Er sei schon immer neugierig gewesen, sagt der Wissenschaftler. Schon als Kind konnte der im oberösterreichischen Wels geborene Meinhart einen Achat von einem Bergkristall unterscheiden. Meinhart studierte deshalb auch Kristallographie und Mineralogie in Wien. Das entscheidende Erlebnis kam dann während der Diplomarbeit in Köln: „Ich setzte mich in eine Biologievorlesung und war fasziniert“, erinnert sich Meinhart.

Bakterieller Selbstmord

Die Promotion legte er dann nicht mehr in der Mineralogie ab, sondern im Fachbereich Biochemie an der Freien Universität Berlin, von dort ging es weiter an die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München. „Ich wurde immer mehr vom Beschreiber zum Versteher“, sagt Meinhart rückblickend. Die Aufenthalte in verschiedenen Forschungsstätten waren hilfreich für seine Karriere, hier hat er viel Wissen aufgesaugt und verschiedenste Denkansätze kennen gelernt. 2004 bekam er die Gruppenleiterstelle am Max-Planck-Institut für Biomedizinische Forschung in Heidelberg, wo er seitdem eine achtköpfige Arbeitsgruppe anleitet. Dieses Jahr erhielt er den mit 100.000 Euro dotierten Chica und Heinz Schaller Förderpreis 2011. „Mich ehrt besonders, dass der Preis für riskante Projekte verliehen wird, die nicht selten aufgrund ihrer Problematik als nicht förderungswürdig erachtet werden. Die Ehrung hat mir gezeigt dass es sich lohnt, manchmal auch ein Sturkopf zu sein“. Trotz guter Resultate spürt Meinhart den Erfolgsdruck, der auch lähmend sein kann. „Kontinuierlich erfoglreich sein kann man als Forscher nicht. Leider erwarten manche Politiker das. Darum werden wissenschaftliche Ansätze und Ideen oftmals nicht verwirklicht, was den Förderpreis für mich umso wertvoller macht.“

Die Ehrung wurde ihm für Forschung an den sogenannten Epsilon/Zeta Toxin-Antitoxin Systemen in Bakterien verliehen. Toxin-Antitoxin Systeme sind Zweikomponentensysteme, die aus Gift und einem instabilen Gegengift bestehen, welche sich im Normalzustand die Waage halten. Kommt die Produktion des Gegengifts - zum Beispiel unter Stressbedingungen - zum Erliegen, wird das Toxin freigesetzt und es kommt zum bakteriellen "Selbstmord".

Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Antibiotika

Insbesondere bei Epsilon/Zeta Systemen war lange unbekannt, wie die Toxin-Komponente „Zeta“ den bakteriellen Selbstmord einleitet. Meinharts Gruppe gelang es kürzlich, dieses Rätsel zu lösen: Bei den Zeta-Toxinen handelt es sich um zuvor unbekannte Enzyme, die den Grundbaustein für die bakterielle Zellwandsynthese in ein Gift umwandeln. „Im ersten Moment klingt das abstrus. Man fragt sich, warum die Bakterien sich selber umbringen wollen?“ so Meinhart.

Neben der Forschung ist dem Biochemiker auch das Weitergeben und Vermitteln von Wissen im Rahmen von Kursen und Seminaren an der Universität Heidelberg wichtig. „Die Forschung von morgen hängt schließlich von der Lehre von heute ab“, erklärt Meinhart. „Es macht mir großen Spaß, mit den Studenten zusammen zu arbeiten. Ihre Fragen bringen mich selbst weiter und es freut mich festzustellen, dass es hier in Heidelberg viele junge Talente gibt.“„Aber entgegen alter Lehrmeinungen sind Bakterien Populationen, die miteinander kommunizieren und eine Art soziales Verhalten pflegen.“ Was beim Menschen als soziales Verhalten auf eine Störung hinweist, dient bei Bakterien dem Überleben der Population: Gerade das Selbstmord-System scheint bei pathogenen Bakterien eine wichtige Rolle zu spielen. Während ein Teil der Zellen mittels Toxinen Selbstmord begeht und sich auflöst, werden Stoffe freigesetzt, die das Immunsystem schwächen. Der verbleibende Teil der bakteriellen Zellen kann sich nun ungehindert ausbreiten und die Infektion beschleunigt vorantreiben. Eine ausführliche Beschreibung dieser Arbeiten ist im Forschungsbericht 2012 zu finden. Meinharts Forschungen sind besonders für die Bekämpfung multiresistenter Keime von Bedeutung. „Sollten wir in der Lage sein, diese Toxine künstlich zu aktivieren, könnten wir damit Bakterien gezielt in den Selbstmord treiben. Wir hätten dann eine mächtige, neuartige Waffe für die Bekämpfung von bakteriellen Krankheiten gefunden“, zeichnet Meinhart eine Zukunftsvision.

www.biotechnologie.de / Andrea van Bergen

http://www.laborwelt.de/menschen/portraets/anton-meinhart-das-selbstmord-system-der-bakterien.html

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