Diauxie

Als Diauxie bezeichnet man ein zweiphasiges Wachstum von chemotrophen Bakterien, denen zwei unterschiedliche Formen der Energiegewinnung zur Verfügung stehen. Dabei werden die Energiequellen strikt nacheinander verwertet. Charakteristisch ist das Auftreten von zwei Lag- und zwei Log-Phasen, die durch die Umstellung des Stoffwechsels hervorgerufen werden.

Als Beispiel lässt sich Escherichia coli, ein Laktose-positives Bakterium anführen. Wird es auf einem Nährboden mit Glukose und Laktose inokuliert, lässt sich folgendes Phänomen beobachten: Zuerst wird Glukose komplett metabolisiert, da hierfür keine speziellen Enzyme benötigt werden. Die Anwesenheit von Glukose im Nährboden reprimiert die Expression der bakteriellen Laktase, einer β-Galactosidase, die für die Verwendung der Laktose notwendig wäre. Man bezeichnet diesen Effekt auch als Katabolitrepression. Die initiale Anpassung auf den Nährboden spiegelt sich in der ersten Lag-Phase wieder. Das darauf folgende, exponentielle Wachstum zeigt sich in der ersten Log-Phase.

Sobald die Glukose verbraucht ist, stellt sich Escherichia coli unter Veränderung des lac-Operon durch Bildung von Laktase auf die Verwertung von Laktose ein. Folglich zeigt sich in der Wachstumskurve eine zweite Lag- und Log-Phase.