Wie die Neuronen, die im menschlichen Gehirn feuern, verwenden Bakterien Elektrizität, um zu kommunizieren und auf Umweltreize zu reagieren. Jetzt haben Forscher einen Weg entdeckt, diese elektrische Signalgebung in Bakterien zu kontrollieren, um die Resistenz gegen Antibiotika besser zu verstehen.
Dieses leistungsstarke Tool wird dazu beitragen, das Verständnis bakterieller Infektionen zu verbessern – einschließlich der globalen Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen. Dies liegt daran, dass solche elektrischen Signale an der Antibiotikaaufnahme beteiligt sind und dazu führen, dass einige Bakterien die Antibiotika-Exposition überleben.
In der Studie veröffentlicht in Fortgeschrittene Wissenschaft, Wissenschaftler an den Universitäten Warwick und Politecnico di Milano, berichten von einem großen Fortschritt bei der Regulierung bakterieller elektrischer Signale mit Licht. Das Team verwendete ein Molekül, Ziapin2, das an Bakterienmembranen bindet und seine Struktur ändert, wenn es Licht ausgesetzt wird (ein sogenannter „Photoschalter“).
Dr. Munehiro Asally, außerordentlicher Professor an der Abteilung für Biowissenschaften der University of Warwick, sagte: „Wir fanden heraus, dass Bakterien ein elektrisches Muster zeigten, das als Hyperpolarisation bekannt ist, wenn sie blaugrünem Licht ausgesetzt wurden Veränderungen in Bakterienzellen.
„Obwohl diese Technik in ihren frühen Stadien uns in Zukunft helfen kann, mikrobielle Phänomene besser zu verstehen, wie z. B. die Zell-zu-Zell-Signalübertragung, die Wirksamkeit von Antibiotika und antimikrobielle Resistenz“, fügte Dr von Warwick.
Giuseppe Paternò, Assistenzprofessor für Physik an der Politecnico di Milano University, sagt: „Die Einführung von Lichtmethoden in Bakterien kann potenziell neue spannende Forschungswege eröffnen. Abgesehen davon, dass ein neues Werkzeug für Studien zur Antibiotikaresistenz bereitgestellt wird, kann dieser Ansatz genutzt werden bakterielle Hybride aufbauen, die Licht wahrnehmen und nützliche Aufgaben erfüllen können, wie zum Beispiel die Verabreichung von Medikamenten an schwer zugänglichen Körperstellen.“
Diese Studie wurde von BBSRC, EPSRC und MRC sowie der Fondazione Cariplo finanziert.