Bislang bestand die Ordnung der Myxobakterien aus sieben Familien – mit den insgesamt vier Vertretern der neu isolierten "Pendulisporaceae" ist nun die achte Familie dazugekommen. Gefunden wurden die neuen Stämme in Bodenproben aus den Philippinen und Sambia. Die Pendulisporaceae unterscheiden sich morphologisch deutlich von allen bislang bekannten Myxobakterien und zeichnen sich durch ein Sporulierungsverhalten aus, das Forschende bislang eher von einer anderen Gattung an Bakterien kannten, den Streptomyceten.

Dr. Ronald Garcia, leitender Mikrobiologe aus der Abteilung Mikrobielle Naturstoffe am HIPS, sagt: "Die Pendulisporaceae zeigen morphologische Merkmale von Streptomyceten, gehören aber phylogenetisch gesehen klar zu den Myxobakterien. Diese Kombination ist bisher einzigartig und wir hoffen von dieser Familie noch viel über den komplexen Lebensstil von Myxobakterien lernen zu können."

Mittels genetischer Analysen konnten die Forschenden außerdem herausfinden, dass in der neuen Bakterienfamilie ein enormes Potenzial zur Produktion von Naturstoffen steckt: Durch die Entdeckung der Pendulisporaceae konnte die Anzahl der bekannten genetischen Baupläne (sog. Biosynthese-Gencluster) für Naturstoffe aus Myxobakterien um neun Prozent gesteigert werden.

"Naturstoffe sind ein vielversprechender Ausgangspunkt für die Entwicklung zahlreicher Medikamente. Im Bereich der Antibiotika handelt es sich bei mehr als 70 Prozent aller zugelassenen Wirkstoffe um Naturstoffe oder deren Derivate", sagt Rolf Müller, wissenschaftlicher Geschäftsführer und Leiter der Abteilung Mikrobielle Naturstoffe am HIPS. "Aus den isolierten Vertretern der Pendulisporaceae konnten wir bereits interessante Moleküle isolieren, die wir so bisher noch nie gesehen haben – wir sind sehr gespannt, was uns diese Familie noch zu bieten hat."

Einige der in der aktuellen Studie gefundenen Moleküle zeigen in Laborversuchen gute Aktivität gegen bakterielle Erreger und Pilze sowie antivirale Eigenschaften. In den kommenden Jahren sollen die Pendulisporaceae und die von ihnen produzierten Naturstoffe am HIPS weiter erforscht und neue Wirkstoffkandidaten identifiziert werden. Die Chancen dafür stehen gut: Bei 98 Prozent der in den neuen Stämmen gefundenen Gencluster-Familien handelt es sich um Naturstoff-Baupläne, die in öffentlichen Datenbanken noch nicht vorhanden sind.

Originalpublikation:
Garcia, R., Popoff, A., Bader, C.D., Löhr, J., Walesch, S., Walt. C., Boldt, J., Bunk, B., Haeckl, F.P.J., Gunesch, A.P., Birkelbach, J., Nübel, U., Pietschmann, T., Bach, T. and Müller, R. (2024) Discovery of the Pendulisporaceae – an extremotolerant myxobacterial family with distinct sporulation behavior and unique specialized metabolism. Chem; doi.org/10.1016/j.chempr.2024.04.019

Quelle: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung