Bakterien haben verschiedenen Immunitätssysteme entwickelt, um sich gegen Viren zu schützen. Einige dieser Strategien konnten bereits von Forschenden entschlüsselt werden. Einem internationalen Team aus Wissenschaftlern unter der Beteiligung der Professoren Marc Erhardt und Philipp Popp vom Institut für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin ist es nun gelungen, die Struktur und Funktionsweise eines neuartigen bakteriellen Abwehrsystems gegen die sogenannten Phagen zu enträtseln.
Das nach der Figur Zorya in der slawischen Mythologie benannte System erkennt Phagenangriffe und aktiviert eine frühzeitige und präzise Abwehr, die das Virus unschädlich macht. Bemerkenswert ist das System, da die Wirtszelle bei dem Prozess nicht abstirbt. „Zorya ist wie ein Frühwarnsystem mit einem Schutzschild. Es erkennt die ersten Anzeichen eines Angriffs und reagiert blitzschnell, um den Eindringling abzuwehren“, erklärt Prof. Erhardt. „Die Entschlüsselung des Zorya-Systems war wie das Öffnen einer Schatztruhe. Man entdeckt immer wieder neue Facetten dieses molekularen Meisterwerks“, sagt der Berliner Wissenschaftler weiter.
Eindringende Phagen verursachen kleine Veränderungen in der Zellhülle, die der einzigartige molekulare Motor des Zorya-Systems erkennt und dann eine Abfolge von Schutzreaktionen auslöst. Durch diesen bisher unbekannten Mechanismus kann die Bakterienzelle die Phagen-DNA gezielt abbauen, so dass das Virus sich nicht in der Wirtszelle vermehren kann. Die Entschlüsselung dieses Viren-Abwehrsystems eröffnet neue Möglichkeiten für biotechnologische Anwendungen. „Das Zorya-System könnte als Grundlage für die Entwicklung innovativer Werkzeuge dienen, um gezielt genetisches Material zu manipulieren oder um neuartige Therapien gegen bakterielle Infektionen zu entwickeln“, erklärt Prof. Popp abschließend.
