Bij blootstelling aan stress laten bacteriën hun metabolisme een pauze nemen, waarbij ze bijvoorbeeld de opname van eiwitten in membranen onderdrukken. Dat hebben wetenschappers uit Marburg, Freiburg en München ontdekt door biochemisch de stressrespons van micro-organismen te onderzoeken. De onderzoeksgroep onder leiding van Marburg-biochemicus Gert Bange heeft hun bevindingen gerapporteerd in Nature Communications .

Bacteriën reageren op stress zoals een tekort aan voedingsstoffen of hitte met een aanpassing van hun metabolisme, de zogenaamde stringente respons. "Second messengers of alarmhormonen spelen een centrale rol in dit proces", legt Bange uit. Alarmhormonen werken bijvoorbeeld in op processen waarbij het signaalherkenningsdeeltje SRP betrokken is. "SRP is essentieel voor de vorming van membraaneiwitten en eiwitafscheiding", legt Bange's medewerker Dr. Laura Czech, een hoofdauteur van het artikel, uit. Het deeltje zorgt ervoor dat eiwitten hun juiste bestemming in de celmembranen bereiken.

"Tot nu toe was het niet bekend aan welke regulerende mechanismen het signaalherkenningsdeeltje wordt onderworpen", zegt co-auteur Christopher-Nils Mais, een doctoraal onderzoeker in het laboratorium van Bange. Het onderzoeksteam voerde moleculair biologische, biochemische en structurele biologische experimenten uit om te bepalen hoe de alarmhormonen interageren met het signaalherkenningsdeeltje.

De onderzoekers maakten met name elektronenmicrofoto's bij zeer lage temperaturen die lieten zien hoe SRP zich bindt aan de eiwitproductiemachinerie.

Blijkbaar voorkomen de alarmhormonen dat het signaalherkenningsdeeltje een complex vormt met andere moleculen, waardoor het zijn taak om eiwitten in het membraan op te nemen niet kan uitvoeren.

"Onder barre omgevingsomstandigheden kunnen bacteriële cellen het uitschakelen van belangrijke metabolische processen gebruiken als een pauzemechanisme", legt Gert Bange uit. Door deze onderbreking kunnen de micro-organismen hun cellulaire processen en metabolisme vertragen, zodat ze kunnen herstellen zodra de omstandigheden gunstiger worden, veronderstellen de auteurs. "Het remmen van de metabole route die via het signaalherkenningsdeeltje leidt, kan een extra niveau van cellulaire controle zijn en pauzeren om te overleven in stressvolle tijden", besluit Gert Bange.