MEGA-Platten-Experiment

Bakterien vermehren sich asexuell und erzeugen genetisch identische Nachkommen. Um in der rauen Umgebung überleben zu können, benötigen Bakterien eine genetische Veränderung, die zu einem besser angepassten Phänotyp führt. Diese genetischen Veränderungen werden durch Mutation ermöglicht.

Die Wissenschaftler der Harvard Medical School und des Technion-Israel Institute of Technology haben ein Experiment entwickelt, das die Evolution von Bakterien in Richtung Antibiotikaresistenz modelliert. Das Experiment wird als MEGA (Microbial Evolution and Growth Arena)-Platte bezeichnet. Das Experiment umfasst:

Eine Kultur von nichtresistenten Bakterien.
Eine riesige Schale (120 x 60 cm), die Abschnitte eines Wachstumsmediums mit einer progressiven Zunahme des Antibiotikums enthält.
Eine Laborumgebung, die für eine 2-wöchige Inkubation geeignet ist.

Großes, graues Rechteck, unterteilt in fünf identische Spalten, nummeriert von 1 bis 5. Die Erhöhung der Antibiotika wird jeder Spalte zugewiesen, beginnend mit der Spaltennummer 1 auf der linken Seite mit der 0-fachen Antibiotikakonzentration bis zur 1-fachen, 10-fachen, 100-fachen und 1000-fachen Konzentration für die fünfte Spalte auf der rechten Seite.

Abbildung 1: Aufbau der MEGA-Platte

Zunächst werden die Bakterien auf dem Plattenteil ohne Antibiotikum kultiviert. Nach einigen Stunden füllt die Bakterienkolonie den gesamten Abschnitt ohne Antibiotikum aus. Dann verlangsamt sich das Wachstum, bevor die Bakterienkolonie auf den nächsten Plattenabschnitt mit 10-facher Antibiotikakonzentration übergehen kann. Der Vorgang wiederholt sich, bis die Bakterien die 1000-fache Antibiotikakonzentration des Plattenabschnitts erreichen können. Das gesamte Experiment dauerte ungefähr 2 Wochen.

Die Experimente zeigen uns, dass Bakterien in der Lage sind, in relativ kurzer Zeit zu mutieren und Resistenzen gegen hochkonzentrierte Antibiotika zu erreichen.