Mikrobenzirkus

Keine Panik vor Bazille, Virus & Co


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Sie ist gekürt: die Mikrobe des Jahres 2025 – Corynebacterium glutamicum

Weltmarktführer im Tonnenmaßstab

Liebe Freundinnen und Freunde des Mikrobenzirkus,

ein frisches Jahr liegt vor uns mit all seinen neuen Chancen und Möglichkeiten und ich verkünde gleich die große Nachricht im Reich der Allerkleinsten: Habemus microbium!

Die Mikrobe des Jahres 2025 heißt Corynebacterium glutamicum – gekürt von der VAAM (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie). „Coryne“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet „Keule“ – eine Anspielung auf die Form der Bakterien.

(Foto: Corynebacterium glutamicum im Raster-Elektronenmikroskop. Die Stäbchen sind nicht ganz gleichmäßig und ähneln daher Keulen (griechisch coryne). Die „schnappende“ Zellteilung führt zu aufgeklappten V-förmigen Strukturen. Foto: Urska Repnik, Universität Kiel (CC BY 4.0).)

Wer bei einem „Keulenbakterium“ spontan an einen prähistorischen Höhlenmenschen denkt, der unvorsichtigen Säbelzahntigern eins über die Rübe zieht, liegt jedoch falsch. Denn Corynebacterium glutamicum ist keineswegs eine gefährliche Urzeit-Kreatur, sondern vielmehr ein friedlicher Spitzenproduzent in Sachen Aminosäuren. Dieses Bakterium wirft jährlich so viele Tonnen seines Hauptprodukts auf den Markt, dass ein Güterzug einmal quer durch Deutschland damit befüllt werden könnte – voller Natriumglutamat! Beeindruckend, oder?

Wer noch nie von Corynebacterium glutamicum gehört hat, ist aber nicht allein. Man könnte es fast einen „Hidden Champion“ nennen, denn das Bakterium ist – ganz ohne große Schlagzeilen – ein unangefochtener Weltmarktführer, der pro Jahr sage und schreibe 3,5 Millionen Tonnen Natriumglutamat produziert. Mit anderen Worten: Wenn ihr euch fragt, was da so lecker in eurem Essen schmeckt, könnte es gut sein, dass Corynebacterium eifrig dazu beigetragen hat.

Auf der Spur des Umami-Geschmacks

Die Geschichte des Bakteriums liest sich beinahe wie eine kulinarische Detektivstory: Mitte der 1950er-Jahre suchten zwei japanische Forscher nach Mikroorganismen, die „Umami“ produzieren – jenen herzhaften, fleischigen Geschmack, der sich wohltuend von süß, sauer, salzig und bitter unterscheidet. In reifen Tomaten, Parmesan oder Schinken ist dieser Umami-Ton ganz natürlich vorhanden, und bei asiatischen Gerichten steht er oft im Rampenlicht. Auch von meinen eigenen Fermentationsexperimenten ist mir dieser Geschmack gut vertraut.

Die Forschenden stießen schließlich auf Corynebacterium glutamicum, das auf wundersame Weise Glutamat ausscheidet. Dieser Fund legte den Grundstein für eine globale Industrie. Heute stammen die gewaltigen Mengen an Natriumglutamat (das Salz der Glutaminsäure) aus der Produktion dieser zähen Stäbchenbakterien.

Große Ideen, kleine Helfer

Seit rund 40 Jahren schauen Wissenschaftler*innen in Deutschland diesem bescheidenen Bakterium sehr genau auf die Zellwand. Die stabile, mehrschichtige Hülle macht es widerstandsfähig gegenüber zahlreichen schädlichen Substanzen. Übrigens teilt sich das Bakterium auf solch ungewöhnliche Weise, dass sich die Tochterzellen wie ein kleines Scharnier öffnen. Alles sehr unkonventionell, aber offensichtlich äußerst erfolgreich.

Mithilfe gentechnischer Kniffe und ausgefeilter Methoden der synthetischen Biologie lassen sich den Bakterien neben Aminosäuren auch ganz andere nützliche Stoffe entlocken:

  • Gesundheitsfördernde Naturstoffe
  • Antioxidantien
  • Antimikrobielle Peptide

Das klingt fast wie der Inhalt eines Zukunftslabors – und ist dennoch genau das, woran Corynebacterium-Masteminds seit Jahrzehnten feilen. Ein besonderer Fokus liegt darauf, die Bakterien so zu programmieren, dass sie nicht länger Nahrungsmittel (wie Zuckerrohr oder Getreide) als Futter benötigen, sondern stattdessen Pflanzenschalen, Biodiesel-Abfälle und andere Reststoffe verwerten können. So wird das kleine Bakterium zum cleveren Recycling-Helfer, der unsere fossilen Ressourcen schont und sich nahtlos in einen Kreislauf aus nachwachsenden Rohstoffen einfügt.
Sehr 21. Jahrhundert, wenn ihr mich fragt.

Ganz harmlos? Nicht immer!

Glücklicherweise ist Corynebacterium glutamicum für uns Menschen völlig ungefährlich – und damit ein echter Sympathieträger in jeder Biotechnologie-Abteilung. Auch andere verwandte Corynebakterien-Arten, die auf unserer Haut leben, sind sogar für unser Mikrobiom nützlich.
Doch es gibt auch schwarze Schafe in der Verwandtschaft:

  • Corynebacterium diphtheriae war einst ein gefürchteter Killer namens „Würgeengel der Kinder“. Bis zum späten 19. Jahrhundert starben jährlich rund 50.000 Kinder allein in Deutschland an Diphtherie.
  • Andere in Tieren verbreitete Corynebakterien-Arten besitzen Toxine, die mitunter auch für Menschen gefährliche Krankheiten verursachen können.
  • Und dann wäre da noch die Verwandtschaft zu Mycobacterium tuberculosis, dem Erreger der Tuberkulose, an der jedes Jahr 1,5 Millionen Menschen weltweit sterben.

Diese genetischen Ähnlichkeiten sind für Forschende jedoch ein Glücksfall: Indem sie genau studieren, wie die Zellwand von Corynebacterium glutamicum aufgebaut ist, erhalten sie wertvolle Hinweise auf potenzielle Angriffspunkte für neue Medikamente. So kann das freundliche und harmlose Keulenbakterium vielleicht künftig helfen, den tückischen Tuberkulose-Erreger besser zu bekämpfen und Angriffspunkte für neue Medikamente zu identifizieren.

Von der Petrischale zum Giganten der Industrie

Damit schließt sich der Kreis: Corynebacterium glutamicum ist ein echter Alleskönner, der vom nützlichen Labor-Liebling bis hin zum Weltmarktführer im Tonnenmaßstab alles zu bieten hat. Harmlos für Menschen, doch für Futtermittel- und Lebensmittelkonzerne nahezu unentbehrlich – schließlich sichern diese kleinen Organismen Güterzüge voller Umami-Genuss und erweisen sich zudem als wertvolle Forschungspartner im Kampf gegen gefährliche Infektionskrankheiten.

Man könnte ihn also guten Gewissens als eine Biotech-Ikone des 21. Jahrhunderts bezeichnen. Die VAAM (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie) hat es sich daher nicht nehmen lassen, Corynebacterium glutamicum prompt zur Mikrobe des Jahres 2025 zu küren.

Vielleicht nicht ganz so glamourös wie ein roter Teppich in Hollywood, aber in der Welt der winzigen Mikroben ist das wohl das Äquivalent zum Oscar. Und das will etwas heißen, wenn man bedenkt, wie viele Myriaden von Bakterien in jedem Jahr genau darum rangeln.

In diesem Sinne: Herzlichen Glückwunsch, Corynebacterium glutamicum – du hast es dir redlich verdient!

In diesem Sinne wünsche ich euch einen guten Start ins neue Jahr!

Viele Grüße aus dem Mikrobenzirkus

Herzlich, Susanne 😉


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Beatrix Potter – Kinderbuchautorin und Entdeckerin der Flechten

In der Osterzeit bin ich neben lauter Hasen und der Eiern auch noch auf eine andere Überraschung gestoßen.
Wusstest ihr, dass Beatrix Potter nicht nur Schriftstellerin war – sondern auch eine Amateur-Mykologin?

Die meisten haben einige Schöpfungen der beliebtesten Märchenerzählerin aller Zeiten wahrscheinlich wie ich im Bücherregal stehen – die Geschichten von der leichtgläubigen Jemima Puddleduck, vom frechen Eichhörnchen Nutkin oder natürlich vom tollkühnen Peter Rabbit, der im Garten vom Mr. Mc Gregor alles für ein paar Bohnen und Radieschen riskiert.

An Pilze und Flechten werdet ihr wahrscheinlich weniger denken. Dabei galt die Hauptleidenschaft von Beatrix Potter bevor sie mit ihren Kinderbüchern berühmt wurde, der Mykologie – der Lehre von den Pilzen.

Beatrix Potter war eine Frau mit vielen Talenten, die trotz ihres strengen viktorianischen Elternhauses nicht nur Autorin und Illustratorin wurde, sondern auch Naturwissenschaftlerin, Naturschützerin, Landwirtin und Geschäftsfrau. Im Gegensatz zu ihrem literarischen Werk wurde ihre bahnbrechende wissenschaftliche Arbeit in einer von Männern dominierten wissenschaftlichen Welt des 19. Jahrhunderts ignoriert.

Begeistert für Natur und ihre Formen

Sie wurde am 28.Juli 1866 in Kensington in London in eine wohlhabende Familie geboren und wuchs mit ihren Eltern und ihrem Bruder behütet mir Urlauben In Schottland und im Lake District auf, die sie gewissenhaft dokumentierte. Sie sammelte Schmetterlinge, Käfer, Vogeleier, Muscheln und Steine. Im Laufe ihres Lebens hatte sie bis zu 92 Haustiere und ließ sich von einigen für ihre Geschichten inspirieren, wie von ihrem Hauskaninchen Benjamin Bouncer und Peter Piper.

Beatrix Potter, 15 Jahre, mit ihrem Hund Spot, um 1880-81, von Rupert Potter. Druck auf Papier. Nachlass LInders, Victoria and Albert Museum, London.

Vom Hauskaninchen zu Flechten

Potter erhielt Kunstunterreicht und malte ab dem Alter von etwa 20 Jahren mindestens ein Jahrzehnt Hunderte von detaillierten, genauen Bildern von Pilzen mit großem Talent. Anfangs zeichnete sie besonders schöne Pilzexemplare.
„Sie fühlte sich zu Pilzen hingezogen, zunächst wegen der ephemeren feenhaften Eigenschaften, dann wegen der Vielfalt ihrer Formen und Farben und der Herausforderung, die sie für die Aquarelltechnik darstellten“, berichtete die Biographin und Historikerin Linda Lear 2007 in ihrer Beatrix Potter Biografie.

Sie tauschte ihre Zeichnungen mit einem Amateur-Naturforscher in Schottland namens Charles McIntosh aus, den sie seit ihrem vierten Lebensjahr als Postbote kannte. Er bewunderte ihre Bilder, schickte ihr Exemplare zum Malen und beriet sie in Fragen der wissenschaftlichen Klassifizierung und Mikroskoptechnik. Im Gegenzug schickte sie ihm Kopien ihrer Bilder. Beatrix Potter entwickelte sich immer mehr zur leidenschaftlichen Hobby-Pilzforscherin ab 1895. McIntosh schlug ihr vor, die Pilze wissenschaftlicher zu zeichnen, mit Querschnitten, die ihre Lamellen zeigen, um die Identifizierung zu erleichtern. Sie benutzte ein Mikroskop, um die winzigen Sporen akkurat zu zeichnen. So entstanden rund 350 hochpräzise Zeichnungen von Pilzen, Moosen und Sporen.

Beatrix untersuchte die Sporen sogar unter dem Mikroskop, um herauszufinden, ob und unter welchen Bedingungen sie keimen könnten. Und sie war erfolgreich.

Experimente zur Sporenkeimung von Pilzen

Im Mai 1896 stellte ihr Onkle, der bedeutende Chemiker Sir Henry Roscoe, sie George Massee, dem Mykologen der Royal Botanic Gardens in Kew vor. In diesem Sommer des Jahres keimte Beatrix erfolgreich Sporen verschiedener Pilze auf Glasplatten und maß deren Wachstum unter dem Mikroskop.

Besonders fasziniert war sie von Flechten. Sie begann sich mit führenden Persönlichkeiten über die Frage nach der wahren Natur der Flechten auseinanderzusetzten. Dies war eine hefige botanische Kontroverse im späten 19. Jahrhundert. Damals hielt man Flechten noch für eigenständige Organismen und zählte sie zu den Pflanzen. Sie sind aber eine symbiotische Lebensform aus Algen und Pilzen.

Flammulina velutipes (Armitt Museum und Bibliothek)

Keine Publikation von Potter

Beatrix Potter fasste ihre detaillierten Erkenntnisse mit schönen Zeichnungen in dem Artikel „On the Germination oft he Spores of Agaricineae“ zusammen. Dennoch wurde ihre Entdeckung nicht veröffentlicht. Im 19. Jahrhundert war eine formale wissenschaftliche Ausbildung oder die Mitgliedschaft in einer der wissenschaftlichen Gesellschaften für Frauen praktisch unzugänglich. So wurde ihnen auch der Zugang zu wissenschaftlichen Vorträgen und zur Bibliothek der berühmten Linnaean Society in London verwehrt.

Beatrix’ wichtige Pionierarbeit

Beatrix’ Artikel wird niemals von Fachkollegen begutachtet werden, weil sie ihr deutlich machten, nicht gleichgestellt zu sein, Ein Jahrhundert später entschuldigte sich die Linnean Society und räumte offiziell ein, dass Potters Untersuchung „unflätig behandelt“ worden sei. Heute werden Beatrix Potters detaillierte Pilzzeichnungen noch immer in großem Umfang auf ihre wissenschaftliche Genauigkeit untersucht und zur Identifizierung von Pilzarten herangezogen.

Autorin und clevere Geschäftsfrau

Die Autorin gab letztendlich ihr Interesse an der Pilzforschung auf, um sich auf ihre Kinderbücher zu konzentrieren und damit ihren Lebensunterhalt zu verdienen, was damals nicht selbstverständlich war. Sie kaufte Land im Lake District, wurde leidenschaftliche Schafzüchterin. Sie heirate nochmal mit 46 Jahren und hatte aber selbst keine Kinder.

Beatrix Potter, May 1913, National Portrait Gallery, gemeinfrei

Als kluge Geschäftsfrau ließ sie die Peter Hase–Puppe 1903 patentieren. Die Tantiemen ihrer Bücher und ihr Einkommen aus der Landwirtschaft machten sie zu einer wohlhabenden Frau.
Als sie 1943 im Alter von 77 Jahren starb, hinterließ sie mehr als 16 Quadratkilometer Land, 16 Bauernhöfe, zahlreiche Cottages sowie mehrere Herdwick-Schafherden. Das Beatrix-Potter-Haus in Near Swarey kann heute immer noch besucht werden.
Ihre Hill Top Farm ist heute ein National-Trust-Museum. Erst nach ihrem Tode fand sich auch ein chiffriertes Tagebuch der jungen Beatrix, das sie als wache, humorvolle und skeptische Beobachterin ihrer Umgebung und als konzentriert arbeitende Stilistin zeigte.

Behalten wir Beatrix Potter also nicht nur als gefeierte Schriftstellerin in Erinnerung – sondern auch als eine frühe Pilzforscherin, aber ignorierte Wissenschaftlerin.

Links zum Weiterlesen:

Mikrobiologische Grüße

Susanne


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Fannys Rezept – ein Hit für die Mikrobiologie

Fanny Angelina Hesse

Fanny Angelina Hesse – eine vergessene Heldin der Mikrobiologie. Collage by Fruzsina Eördögh; Petri dish image © M J Richardson (CC BY-SA 2.0)

Manchmal sind Frauen einfach viel pragmatischer. Und so ist eine bahnbrechende Erfindung in der modernen Mikrobiologie nur durch einen klugen Küchentrick der Laborassistentin Fanny Angelina Hesse entstanden, der Frau von Walter Hesse, einem engen Mitarbeiter und Forscherkollegen von Robert Koch. Der deutsche Mediziner und Mikrobiologe Robert Koch entdeckte 1882 den Erreger der Tuberkulose. Eine Entdeckung, die so spektakulär war, dass er 1905 dafür den Nobelpreis erhielt. Vielleicht wäre sogar einiges ganz anders verlaufen, wenn Walter und Fanny Hesse nicht 1881 in Kochs Labor gekommen wären.

 

Auf der Suche nach dem richtigen Medium

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Robert Koch – Deutscher Mediziner und Mikrobiologe (Quelle: Wikipedia Public Domain)

Koch und seine Kollegen hatten damals mit verschiedenen Grundproblemen zu kämpfen, um Bakterien überhaupt untersuchen zu können. Um Bakterien zu isolieren, zu identifizieren und zu klassifizieren, fehlte ihnen der richtige Nährboden. Sie experimentierten unter anderem mit Fleischbrühe, Gelatine und dünnen Kartoffelscheiben. Kein Versuch war erfolgreich, um die Bakterien über längere Zeit zu kultivieren und die Kulturen zu trennen.

In dieser Zeit erfand ein weniger bekannter Laborassistent, Julius Richard Petri, die nach ihm benannten durchsichtigen „Petri-Schalen“, die früher aus Glas und heute meist aus Kunststoff sind. Nun fehlte nur ein passendes Gel um die runden Schalen zu füllen. Anfangs nutzten sie Gelatine. Die hatte aber große Nachteile: entweder schmolzen die Medien durch die hohen Temperaturen, die die Bakterien zum Wachsen brauchten oder die die Mikroorganismen bildeten Enzyme und verdauten die Gelatine. Regelmäßig waren die Experimente ruiniert und die Laune im Labor sank.

 

Ein Gespräch beim Mittagstisch und eine Erfindung

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Fanny Angelina Hesse und Walther Hesse (Public Domain)

Walter Hesse war nach ein halben Jahr bei Robert Koch in Berlin in sein eigenes kleines Labor in Schwarzenberg zurückgekehrt. Eines Tages beschwerte er sich beim Mittagessen bei seiner Frau, die auch die Nährbouillon für die Bakterien kochte. Sie tauschten sich darüber aus, wie Fannys Puddings bei warmen Außentemperaturen fest blieben. Und Fanny, eine Deutsch-Amerikanerin, geboren in New York, hatte den entscheidenden Tipp. Sie schlug vor Agar-Agar zu verwenden, wie sie es aus den Rezepten ihrer Mutter für Gemüsesülze und Fruchtgelees kannte. So hatten sie es von einem ehemaligen New Yorker Nachbarn gelernt, der lange in Indonesien gelebt hatte.

Nur ein Griff in den Kühlschrank nach einem Geliermittel aus Java war nötig und die stockende Forschung in Berlin kam wieder ins Rollen. Agar-Agar war die Lösung und eignete sich hervorragend für die Kulturmedien. Es bildet bei Raumtemperaturen ein halbfestes Gel und blieb auch bei höheren Temperaturen fest. Bakterien können das Zuckerpolymer aus Algen nicht verdauen. Walther Hesse setzte Robert Koch umgehend von der Entdeckung seiner Frau in Kenntnis und Agar-Agar wurde schnell im Labor eingesetzt.

 

Die vergessene Frau, die Mikrobiologie revolutionierte

1882 informierte Robert Koch die Öffentlichkeit über die Isolierung des Tuberkulose-Erregers und erwähnte ganz nebenbei die Verwendung von Agar-Agar in den Kulturmedien. Die Ideengeberin und Erfinderin Fanny Hesse nannte er nicht. Walther und Fanny Hesse wurden für die Entdeckung niemals monetär belohnt und auch in der wissenschaftlichen Literatur nicht genannt. Erst 75 Jahre später schlugen Hitchens and Leikind (1939) in einem Artikel vor, das Rezept für den Nährboden mit Agar-Agar nach der Erfinderin „Frau Hesse’s Medium“ zu nennen.

Fanny Hesse arbeitete mit ihrem Mann weiterhin der Mikrobiologie als wissenschaftliche Illustratorin und Laborassistentin. Walther Hesse war später unter anderem an der Einführung der Pasteurisierung in Deutschland beteiligt.

 

Quellen:

Walther and Angelina Hesse –Early Contributors to Bacteriology http://www.asm.org/ccLibraryFiles/FILENAME/0000000227/580892p425.pdf

http://www.popsci.com/blog-network/ladybits/forgotten-woman-who-made-microbiology-possible

Woman in Science

 

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