Ameisengift ist weit mehr als Ameisensäure
Vor dem Hintergrund weit verbreiteterer Antibiotika- und Antimykotikaresistenzen werden neue Wirkstoffe händeringend gesucht. Eine Studie hat nun gezeigt, dass – entgegen der landläufigen Meinung – das Gift von Rossameisen, Waldameisen und Co. komplexer ist als bislang angenommen. Ein Forscherteam der Freien Universität Berlin und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg u.a. hat erstmals nachgewiesen, dass das säurehaltige Sprühgift dieser Ameisen ein komplexer Cocktail aus Peptiden und weiteren bioaktiven Substanzen ist. Diese schützen die Nester vor Krankheitserregern. Die Entdeckung der neuen Peptide könnte auch Bedeutung für die medizinische Wirkstoffforschung haben.
Zwei völlig neue Peptid-Familien gefunden
Das Gift von Schuppenameisen, zu denen auch die Waldameisen gehören, galt bislang als vergleichsweise einfach zusammengesetzt: Ameisensäure wurde seit ihrer Entdeckung im 17. Jahrhundert als zentraler und nahezu alleiniger Inhaltsstoff dieser Ameisengifte betrachtet. „Wir sind in unserem Projekt einer jahrzehntealten und weitgehend unbeachteten Publikation nachgegangen, in der erwähnt wurde, dass diese Gifte vielleicht auch eiweißartige Stoffe enthalten“, sagt der Projektleiter und Professor für Pharmazeutische Biologie am Institut für Pharmazie der Freien Universität Berlin, Timo Niedermeyer. Er ergänzt: „Wir haben nun zwei völlig neue Peptid-Familien in den Giften von Schuppenameisen nachgewiesen. Diese Peptide sind einzigartig in diesen Ameisen, kommen dort aber weit verbreitet vor. Ihr Gift ist wesentlich komplexer als bisher angenommen.“ Die Peptide sind zwei Formicitoxin-Genfamilien (FRTX-Genfamilien) zuzuordnen, die in mindestens 21 Gattungen der Unterfamilie Formicinae vorkommen.
Potenzial für die Entdeckung weiterer bioaktiver Substanzen
Die Forscherinnen und Forscher gehen davon aus, dass die im Gift identifizierten Peptide offenbar einen Beitrag zur Nesthygiene leisten. Die Ameisen schmieren ihre Brut mit ihrem Gift ein – die Peptide bleiben nach dem Verdunsten der Ameisensäure auf den Puppen zurück und wirken dort Infektionen entgegen. „Einige der Peptide zeigen eine ausgeprägte Wirkung gegen Pilze. Das ist interessant vor dem Hintergrund einer Bedrohung sozialer Gemeinschaften durch Umweltmikroben und Krankheitserreger sowie zunehmender Resistenzen dieser Mikroben gegen antimikrobielle Wirkstoffe“, betont Dr. Simon Tragust, Projektleiter am Institut für Biologie der Universität Halle. „Mit über 3.700 Arten eröffnet die Unterfamilie Formicinae (Schuppenameisen) ein enormes Potenzial für die Entdeckung weiterer bioaktiver Substanzen.“ Es wird betont, dass die Forschungsergebnisse untermauerten, dass das Gift von Schuppenameisen vielfältige Funktionen erfülle. Die Ameisen verwenden es nicht nur zur Verteidigung, sondern auch zur Desinfektion, zur Steuerung ihrer Darmflora und zur Kommunikation mit Artgenossen.
Umfangreiche Analytik
Für ihre Arbeit kombinierten die Forschenden Methoden aus Biologie, Chemie und Pharmazie. Mithilfe moderner Proteotranskriptomik wurden Protein- und RNA-Daten zusammengeführt, um die im Gift enthaltenen Peptide und ihre Gensequenzen zu identifizieren. Ergänzend kamen chemische Analysen, synthetische Verfahren und funktionelle Bioaktivitätsassays zum Einsatz. Weitere Einblicke in Struktur und Evolution der Giftbestandteile lieferten biophysikalische Experimente, Genomanalysen sowie computergestützte Modellierungen. Durch die interdisziplinäre Herangehensweise und die Untersuchung der Giftsekrete mehrerer Ameisenkolonien verschiedener Ameisenarten zähle die Arbeit zu den bisher umfassendsten vergleichenden Analysen von Ameisengiften.
Quelle: Freie Universität Berlin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
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