Der Modellorganismus der Studie, Yersinia pseudotuberculosis, ein naher Verwandter des berüchtigten Pesterregers, ist ein wahrer Meister der Temperaturwahrnehmung. Um zu unterscheiden, ob es sich gerade in der kühlen Umwelt oder im warmblütigen Wirt befindet, nutzt das Bakterium die Umgebungstemperatur als Signal. Während bereits bekannt war, dass RNA-Moleküle zur direkten Temperaturwahrnehmung eingesetzt werden, zeigte sich in der aktuellen Studie, dass das Protein Fis eine zusätzliche regulatorische Funktion auf der DNA-Ebene übernimmt. „Fis fungiert als Kontrolleur, der die Virulenzgene bei 25 Grad Celsius außerhalb des Wirts abstellt“, sagt Prof. Dr. Franz Narberhaus vom Lehrstuhl für Mikrobiologie der Ruhr-Universität Bochum.
Virulenzgene werden durch Fis abgeschaltet
Nach der Aufnahme in den warmblütigen Wirt passieren zwei Dinge: Zum einen wird die Bildung von Proteinen, die zur bakteriellen Fortbewegung dienen, abgeschaltet, um eine Erkennung durch das Immunsystem des Menschen zu verhindern. Zum anderen werden Virulenzfaktoren produziert, die die Immunabwehr schwächen. „In Experimenten mit einem Yersinia-Stamm, dem das Fis-Protein fehlt, haben wir einen unerwarteten Phänotyp bei 25 Grad Celsius beobachtet“, berichtet Franz Narberhaus. „Die Bakterien waren komplett unbeweglich und schieden Effektorproteine aus, die ihre schädliche Wirkung normalerweise erst im Darm entfalten.“ Somit war das Temperatur-abhängige Wechselspiel zwischen nicht-virulentem und virulentem Zustand der Bakterien ausgehebelt.
Infektion von Mottenlarven bestätigt die Funktion
Aufgrund dieser Ergebnisse stellte sich die Frage, ob Bakterien, denen das Fis-Protein fehlt, bereits bei 25 Grad Celsius infektiös sind. Üblicherweise wird die bakterielle Virulenz in Mäusen untersucht, die – wie wir Menschen – warmblütig sind. Solch ein Modell ist aber für Infektionsversuche bei verschiedenen Temperaturen ungeeignet. Als Alternative boten sich wechselwarme Mottenlarven an. Dabei wies der Yersinia-Stamm ohne Fis eine gesteigerte Virulenz bei 25 Grad Celsius auf, das heißt im Gegensatz zum natürlichen Stamm tötete er bei dieser niedrigen Temperatur Mottenlarven ab. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass das Fis-Protein außerhalb des Wirtes die Virulenz abschaltet.
Die genauen molekularen Mechanismen, mit denen Fis diese Regulation steuert, untersuchen die Bochumer Forschenden in laufenden Studien.
Quelle: Ruhr-Universität Bochum
Originalpublikation: Soheila Javadi et al.; Fis Suppresses Late-Stage Virulence Gene Expression in Yersinia pseudotuberculosis at Environmental Temperatures; PLOS Pathogens, 2026, DOI: 10.1371/journal.ppat.1014105
