Transformation und Pilusbiogenese: zwei voneinander unabhängige Systeme in Acinetobacter sp. BD413

Abstract

Das Gram-negative Bodenbakterium Acinetobacter sp. BD413 zeichnet sich durch eine hohe Kompetenz für die Aufnahme freier DNA aus und besitzt die Fähigkeit auf feuchten Oberflächen zu gleiten. Genetische und biochemische Untersuchungen zeigen eine Beteiligung von Kompetenzproteinen, die Ähnlichkeiten zu Biosynthesefaktoren von Typ-IV-Pili aufweisen, an der natürlichen Transformation; diese übernehmen aber keine essentielle Funktion bei der Fortbewegung des Bakteriums. Nach diesen Ergebnissen lautete die zentrale Frage, ob die beiden Pilustypen (dicke und dünne Pili) von Acinetobacter sp. BD413 für die DNA-Aufnahme oder die gleitende Fortbewegung essentiell sind. Während nach genetischen und physiologischen Studien dieser vorliegenden Arbeit sich die dünnen Pili zur Klasse der Typ-I-Pili zuordnen lassen, weisen die flexiblen dicken Pili keine Verwandtschaft zu bereits charakterisierten filamentösen Strukturen auf. Da sowohl die natürliche Transformation als auch die gleitende Fortbewegung bei Pilusmutanten nicht beeinträchtigt ist, sind die Pilusstrukturen von BD413 nicht an diesen beiden physiologischen Prozessen beteiligt.Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den dicken Pili demonstrieren weiterhin einen für filamentöse Strukturen charakteristischen helikalen Anordnung der 28 kDa Untereinheiten. Die variable Steighöhe der Helix von 4 bis 10 nm begründet vermutlich die hohe Biegsamkeit dieser Struktur. Im Gegensatz dazu werden die 16 kDa Untereinheiten des dünnen Pilus in linearer Weise assembliert.Weitere Untersuchungen betreffen das DNA-Aufnahmesystem, welches den Transport der freien DNA durch die Zellhülle erlaubt. Hierbei stellte sich heraus, daß der Typ-IV-Pilin-ähnliche Kompetenzfaktor ComP keine Untereinheit der Pili von BD413 darstellt, aber das Bakterium nach Überexpression von comP einen weiteren Pilustyp synthetisiert.