Bakteriophagen

Bakteriophagen, auch Phagen oder Bakterienviren, verschiedene Viren, die Bakterien parasitieren.

Bakteriophagen sind in der Regel aus einem Kopf- und einem Schwanzteil aufgebaut. Mit letzterem heften sie sich an Bakterien und injizieren diesen ihr eigenes Erbmaterial. Die Bakterien werden dadurch veranlasst, selbst Bakteriophagen zu erzeugen. Vermutlich können alle Bakterienarten von Bakteriophagen parasitiert werden. Bakteriophagen sind in menschlichen Ausscheidungen, im Boden und im Abwasser anzutreffen. Sie wurden 1915 von dem britischen Wissenschaftler Frederick W. Twort und 1917 unabhängig von diesem auch von dem französisch-kanadischen Forscher Félix H. d’Hérelle entdeckt. Ab den vierziger Jahren hat die Forschung an Bakteriophagen zur Entdeckung der Nucleinsäuren als den genetischen Grundbausteinen des Lebens geführt; Bakteriophagen enthalten entweder DNA (Desoxyribonucleinsäure) oder RNA (Ribonucleinsäure). Die Phagenforschung war zudem von zentraler Bedeutung für die Entwicklung des damals neuen Gebiets der Molekularbiologie.

1952 machten die beiden amerikanischen Biologen Norton Zinder und Joshua Lederberg an der Universität von Wisconsin die bedeutende Entdeckung, dass die Gene eines Bakteriums mit Hilfe von Phagen in ein anderes Bakterium übertragen werden können. Andere Wissenschaftler fanden heraus, dass ein Phage sein Erbmaterial in das seines bakteriellen Wirtes integrieren kann, um seine Gene so als Bestandteil des Wirtschromosoms von Generation zu Generation weiterzugeben. In den sechziger Jahren führten die amerikanischen Physiologen Max Delbrück, Alfred Hershey und Salvador Luria bahnbrechende Experimente mit den Parasiten-Systemen von Phage und Wirt durch und erhielten dafür 1969 gemeinsam den Nobelpreis für Physiologie und Medizin. 1980 erhielt der britische Biochemiker Frederick Sanger den Nobelpreis für die Anwendung der Phagenmikrobiologie bei der Sequenzierung von DNA.

Das Studium der Phagen ist sowohl für die Medizin als auch für die Genetik von großer Bedeutung. Dies gilt insbesondere für die Erforschung von Virusinfektionen, genetischen Defekten, Krebsursachen sowie der Resistenz von Bakterien gegenüber Antibiotika. So wurde im Labor nachgewiesen, dass Bakteriophagen die Wirksamkeit von Antibiotika um das 50fache steigern können, indem sie die Zellwände der Bakterien durchlöchern (Microbial Drug Resistance, 2006). Andererseits gibt es aufgrund von Laborexperimenten Hinweise, dass Phagen durch Gentransfer eigentlich harmlose Bakterien in Krankheitserreger verwandeln können (Infection and Immunity, 2003).