Infektionen verstehen -
Erreger bekämpfen

Warum unterscheiden sich die Darmmikrobiome von Menschen aus industrialisierten und nicht-industrialisierten Regionen? Eine Studie des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Zusammenarbeit mit dem Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL), der Universität Trient (Italien) und der Universität Tübingen zeigt, dass die Ernährung allein die Unterschiede nicht erklärt. In künstlich zusammengesetzten Darmgemeinschaften untersuchte das Team zahlreiche Nahrungsbestandteile und zeigte, dass pflanzliche Ballaststoffe das Gleichgewicht zugunsten des Bakteriums Segatella copri verschoben, das besonders in nicht-industrialisierten Regionen häufig vorkommt. Der Effekt hing jedoch auch davon ab, welche weiteren Bakterien vorhanden waren. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Nature Microbiology veröffentlicht.

Asgard Archaeen, unsere nächsten bekannten mikrobiellen Verwandten, spielen eine Schlüsselrolle in aktuellen Modellen der Entstehung komplexerer Lebewesen, sogenannte Eukaryonten (alle Tiere, Pflanzen, Protisten und Pilze). Ihre Biologie ist bisher allerdings kaum verstanden. Mikrobiolog:innen unter Leitung der Universität Wien in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) und dem Institute of Science and Technology Austria zeigen in einer neuen Studie im Fachmagazin Nature, dass sich diese Zellen überraschend dynamisch durch ihre Umgebung bewegen. Die neuen Erkenntnisse ermöglichen erstmals die empirische Testung von Modellen zur Entstehung komplexen Lebens.

Bei akut lebensbedrohlichen Infektionen kann die schnelle Charakterisierung der Mikroorganismen in einer Probe entscheidend für die Diagnose und erfolgreiche Behandlung sein. Computergestützte Werkzeuge, die als taxonomische Profiler bezeichnet werden, können diese Aufgabe übernehmen. Dazu vergleichen sie die sequenzierten Metagenomdaten aus der zu untersuchenden Probe mit Referenzgenomdaten einzelner Mikroorganismen. Das Metagenom umfasst die Erbinformationen aller Mikroorganismen in einer bestimmten Umgebung, während das Genom die gesamte Erbinformation eines einzelnen Organismus bezeichnet. In der Praxis ist der Einsatz taxonomischer Profiler dadurch begrenzt, dass bisherige Verfahren noch nicht präzise genug arbeiten. Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) hat nun einen neuartigen taxonomischen Profiler namens „Metax“ entwickelt. Durch die Auswertung, wie sich die Sequenzierungsdaten über mikrobielle Referenzgenome verteilen, kann Metax echte mikrobielle Signale zuverlässiger von Artefakten unterscheiden und sowohl die enthaltenen Arten als auch deren Häufigkeit genauer bestimmen. Die Studie ist im Fachmagazin Cell erschienen.