Koloniebildung

Koloniebildung bezeichnet das Wachstum einzelner Zellen oder Sporen zu sichtbaren Zellkolonien auf einem Nährsubstrat oder in einem Kultursystem. In der Mikrobiologie spricht man häufig von Kolonien, die auf Agarplatten oder in Flüssigkulturen entstehen, wenn lebensfähige Zellen sich vermehren.

Der Prozess beginnt, wenn eine Zelle oder Spore sich an der Oberfläche festsetzt, anschließende Zellteilungen stattfinden und eine Kolonie sichtbar wird. Kolonien unterscheiden sich in Größe, Form, Farbe, Textur und Oberfläche; diese Merkmale helfen bei der Identifizierung und Beurteilung des Wachstums unter verschiedenen Bedingungen und liefern Hinweise auf Art, Stoffwechsel und Umweltverträglichkeit.

Eine zentrale Messgröße ist die kolonie-formierende Einheit (CFU). Durch Verdünnungsreihen und Auszählung der resultierenden Kolonien lässt sich die Anzahl lebensfähiger Zellen pro Volumen oder Gramm Material abschätzen. Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle Zellen, die das Medium kontaktieren, Kolonien bilden; Faktoren wie Nährstoffangebot, Temperatur und pH beeinflussen die Koloniebildung erheblich.

Anwendungen finden sich in der klinischen Mikrobiologie, wo Kolonien der Identifizierung von Erregern, der Bestimmung von Antibiotikaempfindlichkeit und der Überprüfung von Sterilität dienen. In der Zell- und Tumorbiologie werden Koloniebildungsassays genutzt, um Proliferationskapazität, Re-siphonierung von Zellen und Lebensfähigkeit zu bewerten. Umweltmikrobiologie nutzt entsprechende Tests zur Abschätzung mikrobielle Belastungen in Proben und Kulturen.

Limitationen umfassen dependence der Koloniebildung von konkreten Kulturbedingungen, das Potenzial gemischter Populationen, die Dominanz bestimmter Kolonien verursachen, und die Tatsache, dass CFU nur lebensfähige, reproduktiv aktive Zellen reflektiert.