Genregulation: Der biologische Schalter bei Phage ?

Vor etwa 40 jahren berichteten Andre Lwoff und seine Kollegen yom Institut Pasteur in Paris, daB sie bei einem Stamm des gewohnlichen Darmbakteriums Escherichia coli eine faszinierende Eigenschaft entdeckt hatten: Bestrahlt man die Bakterien mit einer gemaBigten Dosis an ultraviolettem Licht, so horen sie auf zu wachsen. Ungefahr 90 min spater Iysieren, d. h. platzen sie und setzen groBe Virus­ mengen ins Kulturmedium frei. Solche Bakterienviren werden als Bakteriophagen - Bakterienfresser - oder einfach als Phagen bezeichnet; der von Andre Lwoff ent­ deckte Bakteriophage bekam den Namen A. Die freigesetzten A-Phagen vermeh­ ren sich, wenn sie frische Bakterien infizieren konnen. Viele dieser infizierten Bak­ terien Iysieren bald und produzieren weitere Phagen. Einige Bakterien jedoch i. iberleben; sie beherbergen A als friedlich schlummernden Gast. Sie wachsen und teilen sich normal, bis die Kultur ein 2. Mal bestrahlt wird. Wie zu Anfang des Ver­ suches Iysieren dann die Bakterien dieser Generation vollstandig und setzen einen weiteren Schwung neuer A-Phagen frei. -Abb. I zeigt den Phagen und seinen Wirt. Lwoff und seine Kollegen Franc;:ois jacob und jacques Monod sahen in dem Umschalten von einem Zustand des Phagen zum anderen, von der ruhenden Form im sich teilenden Bakterium zur aktivierten Form im bestrahlten Bakterium, ein ein­ faches Beispiel fUr einen grundlegenden biologischen ProzeB: das An- und Abschalten von Genen. Gene bestimmen die Strukturen der Moleki. ile, aus denen sich lebende Zellen zusammensetzen.