Die Evolution von Escherichia coli-Bakterien

Die  Entwarnung von Gottschalk lässt nicht auf sich warten: E. coli ist nicht immer ein gefährlicher Killer. Vielmehr handelt es sich um einen ganz normalen Darmbewohner jedes Menschen, und auch wenn der Name häufig in Zusammenhang mit Verunreinigungen fällt, so dient das Bakterium hier nur als Anzeiger für eine fäkale Verschmutzung.

Rund 1014 Mikroben leben in, auf und mit dem menschlichen Körper in Symbiose und viele von ihnen erfüllen dabei wichtige Aufgaben. Die Gesamtzahl menschlicher Körperzellen beläuft sich dabei auf „nur“ rund 1013 Zellen, wir sind also in unserem eigenen Körper in der Minderheit. Was macht nun Einzeller so erfolgreich, dass sie selbst unter schwierigsten Bedingungen wie kochenden Schwefelquellen oder lichtlosen Ozeantiefen ihr Auskommen gefunden haben?

An erster Stelle ist hier ihre kurze Generationszeit zu nennen, erklärt der 1935 geborene Wissenschaftler. Bei E. coli sind es nur 20 Minuten, die eine explosionsartige Vermehrung ermöglichen. Zweiter Faktor ist ihr relativ einfacher Aufbau, der Mutationen bei der Genrekombination begünstigt. Zufällig  anwesende Aminosäuresequenzen, beispielsweise aus toten Zellen, können aufgenommen und ins eigene Erbmaterial eingebaut werden. Sogar ein aktiver Austausch von Zelle zu Zelle mit Hilfe von Plasmidbrücken ist möglich. Genau diese Faktoren waren dann auch für die Epidemie im vergangenen Jahr verantwortlich.

Die Kombination eines Plasmids, welches die Anheftung und Zellverklumpung am Darmepithel begünstigt, zusammen mit für die Shigatoxinproduktion zuständiger Phagen-DNA, ließ einen gefährlichen und zudem hochinfektiösen neuen Keim entstehen. Genau genommen handelte es sich bei dem Erreger somit nicht um EHEC, sondern EAHEC, eine enteroaggregative hämorrhagische Escherichia coli. Während für eine „normale“ Durchfallerkrankung eine Infektion mit 108 Zellen nötig ist, genügten hier bereits 102 Zellen für die größte Epidemie in Deutschland seit Kriegsende, stellt Gottschalk die Situation dar. Mikroben seien allgegenwärtig, überlebten unter widrigsten Umständen, seien extrem anpassungsfähig, vermehrten sich mit rasender Geschwindigkeit und seien ihrer Umwelt eigentlich immer einen Schritt voraus. Wer also bislang den Menschen für die Krone der Schöpfung gehalten habe, sollte diese Vorstellung vielleicht noch einmal überdenken.

Von Jan Vetter

Gerhard Gottschalk: „Bakterien rüsten auf. EHEC und MRSA“. 76 Seiten, Softcover, zwei Abbildungen, Wiley-VCH, Weinheim 2012, 5,99 Euro