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Der menschliche Mund beherbergt eines der vielfältigsten Ökosysteme der Welt: ein komplexes Netzwerk aus über 500 verschiedenen Bakterienarten, die in strukturierten Gemeinschaften, den Biofilmen, leben. Eine neue Forschungsarbeit des Marine Biological Laboratory (MBL) und der ADA Forsyth unter der Leitung von Scott Chimileski hat einen außergewöhnlichen Zellteilungsprozess bei einem dieser Bakterien, Corynebacterium matruchotii, aufgedeckt. Dieses Bakterium, das zu den häufigsten im Zahnbelag zählt, zeigt einen seltenen Teilungsmechanismus.

Einzigartige Teilungsstrategie

Bei dem Teilungsprozess, der als multiple Spaltung bekannt ist, kann sich Corynebacterium matruchotii in bis zu 14 neue Zellen teilen. Diese schnelle und effiziente Fortpflanzungsstrategie ist bei Bakterien äußerst selten. Außerdem wächst C. matruchotii nur an dem Ende, der den Pol des Mutterfilaments bildet, was man als Spitzenverlängerung bezeichnet. Durch diese Fähigkeiten kann das fadenförmige C. matruchotii eine räumliche Struktur schaffen, die als Gerüst für andere Bakterienarten dient. Dies schafft ein mikrobielles Ökosystem in der Plaque, in dem Bakterien eng zusammenleben und interagieren.

Eine Studie von 2016 visualisierte die Organisation von Bakterien im Zahnbelag gesunder Menschen und fand heraus, dass C. matruchotii eine Schlüsselrolle als Kernzentrum der Bakterienstruktur spielt.

Mundbakterium als Anpassungskünstler

Mit der aktuellen Forschung konnten die Wissenschaftler nun ein Miniatur-Ökosystem der mikrobiellen Strukturen des Biofilms darstellen und die Wachstumsdynamik des Bakteriums in Echtzeit beobachten. Das Forscherteam fand heraus, dass Kolonien von C. matruchotii täglich bis zu einem halben Millimeter wachsen können.

Die Forschenden vermuten, dass die dichte, konkurrenzbetonte Umgebung des Zahnbelags die Evolution dieser einzigartigen Wachstumsstrategie vorangetrieben hat. Die Fähigkeit von C. matruchotii, sich durch Spitzenverlängerung zu strecken, könnte eine Methode sein, um die Umgebung zu erkunden und Nährstoffe sowie vorteilhafte Interaktionen mit anderen Bakterien zu suchen. Diese Entdeckung könnte neue Einblicke in die räumliche Organisation von Zahnbelag-Biofilmen und deren Einfluss auf die Mundgesundheit bieten.

Die Forscher hoffen, dass diese Erkenntnisse helfen, das Zusammenspiel der Mikroben im Mund besser zu verstehen und die Bedeutung dieser einzigartigen Vermehrungsstrategie für die Gesundheit des Menschen weiter zu erforschen.

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Quelle: ScienceDaily