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Foto: © tashatuvango - Fotolia.com

In jedem Menschen leben etwa 10.000 verschiedene Arten von Bakterien. Wie viele es im Mundraum sind und wie das Genom der Mundbakterien zusammengesetzt ist, wird nur langsam entschlüsselt (ZWP online berichtete). Aber wie verhalten sich die bereits bekannten Bakterien, wie interagieren sie miteinander und wie verändert sich diese Interaktion, wenn der Mensch erkrankt? Diesen Fragen sind Wissenschaftler aus Texas/USA kürzlich mithilfe von Supercomputern nachgegangen.

Alle Bakterien in einem Genom müssen die vorhandenen Bedingungen annehmen und sich darauf einstellen. Sie teilen vorhandene Nahrung und produzieren dementsprechende Endprodukte. Dieser Metabolismus passt sich an, sobald der bakterielle Wirt seinen eigenen Stoffwechsel verändert, zum Beispiel durch eine Erkrankung. Ernährt sich eine Bakterienart beispielsweise vorwiegend von Fruktose, passt sie sich während Fruktose-Mangelperioden an und ernährt sich von anderen Zuckerarten.

Für die Forscher des Texas Advanced Computing Center (TACC) der University of Texas in Austin war Parodontitis eine untersuchenswerte Krankheit, da die verursachenden Bakterien (z.B. Fusobakterien) immer im Mundraum vorkommen, egal ob der Mensch zusätzlich an anderen Krankheiten leidet oder nicht. Der Metabolismus des Genoms der Mundbakterien ist also ein möglicher Marker für Erkrankungen und deren Stadium. Das allein ist schon eine vielversprechende Entdeckung. Einen Schritt weiter wollen die Forscher noch gehen: Untersucht werden soll die Möglichkeit, durch eine gezielte Anfütterung bestimmter Bakterien, das Klima zwischen den Mundbakterien wiederherzustellen und so Krankheiten vorzubeugen oder sie zu behandeln. Zukünftig könnte also nicht nur unser eigener Metabolismus, sondern auch der unserer Bakterien untersucht werden, um Krankheiten zu diagnostizieren.

Zu ihren Ergebnissen kamen die Wissenschaftler, indem sie Daten des Human Microbiome Projects mit eigenenen genetischen Daten verglichen, die sie durch Untersuchung von bakterieller RNA des oralen Biofilms ermittelten. Dazu benutzten sie zwei Supercomputer namens Lonestar und Stampede, die es ihnen ermöglichten, die Arbeit von ca. 6.400 Desktop-Computern gleichzeitig durchzuführen.