Mikrobenzirkus

Gesund mit Mikroben leben


2 Kommentare

Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum – färbt Seen und Flamingos pink

halobacterium_salinarum

Kolonien von Halobakterien wachsen nur auf Nährböden mit hohem Salzgehalt. © Felicitas Pfeifer, Darmstadt

Genau vor 100 Jahren wurden sie entdeckt – die aktuelle Mikrobe des Jahres: Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den rötlichen Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf einen festen Nährboden- und entdeckte einige Wochen später die roten Kolonien eines „Salzbakteriums“. Heute heißt der Mikroorganismus Halobacterium salinarum und wurde gerade zur Mikrobe des Jahres 2017 gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM).

Manche mögen’s rot und salzig

Halobacterium salinarum ist kein Baktrium. Die Mikrobe zählt zu den Archaeen – Urformen des Lebens, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind. Archaeen sind oft an sehr außergewöhnliche Lebensräume angepasst – so beispielsweise an heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie im Fall von H. salinarum – an hohe Salzkonzentrationen. Dank spezieller Kanalproteine in seiner Zellhülle kann H. salinarum seinen Salzgehalt an die äußeren Bedingungen anpassen. Man mag es kaum glauben, aber er kann sogar in Salzkristallen hunderte von Jahren überleben.

Halobacterium salinarum wächst besonders gut in Salinen und Salzlaken, die er rot-violett färbt, da er rote Farbstoffe enthält. Diese Farbstoffe (Karotinoide) reichern sich in der Nahrungskette an: kleine Salzkrebse fressen die Mikroben, von denen sich wiederum Flamingos ernähren. So kommen die Vögel zu ihrem auffälligen rosarotem Federkleid.

Einzellige Urform des Sehens

bacteriorhodopsin

Bacteriorhodopsin aus der Zellhülle von Halobacterium salinarum wechselt bei Belichtung seine Farbe und transportiert Wasserstoff-Ionen – Eigenschaften, die für technische Verwendungen nutzbar sind. © MPG / Wolfgang Filser

Die Haloarchaeen, wie sie korrekterweise genannt werden, verfügen über eine besondere Form der Photosynthese. Dazu nutzen sie zur Lichtabsorption Bakteriorhodopsin anstelle von Chlorophyll. Diese Pigmente, die das Licht in für die Zelle verwertbare Energie verwandeln, kommen in der Zellhülle von Halobacterium vor. Dabei wechselt die Farbe des Bacteriorhodopsin von violett zu geb. Das Faszinierende daran: ein vergleichbares Rhodopsin ist in unserem Auge für den Sehvorgang verantwortlich. Die Evolution der molekularen Grundlage unseres Sehsinns hat vermutlich seine Wurzeln in diesen uralten Mikrobenformen.

Lichtschalter für Heilmethoden der Zukunft

Neben dem Bacteriorhodopsin hat man bei den Archaeen noch weitere Rhodopsine entdeckt, die als Werkzeuge im hochaktuellen Forschungsfeld der Optogenetik zum Einsatz kommen. Der Einbau in der Nervenzellen ermöglicht es, deren Aktivität durch „molekulare Lichtschalter“ an und auszuschalten und so neurodegenerative Erkrankungen besser zu erforschen z B. Netzhauterkrankungen, Parkinson oder Epilepsie.

Taucher mit Propellerantrieb

Die Mikrobe des Jahres bietet noch eine weitere Besonderheit: Sie reguliert ihre Zelldichte mithilfe von speziellen Gasvesikeln, die mit Luft gefüllt und von einer wasserdichten Proteinhülle umschlossen sind. Wie ein Taucher kann Halobacterium so in bestimmten Wassertiefen schweben und für sich optimale sauerstoff- und Lichtverhältnisse aktiv aufsuchen.

Dank eines Antriebs mit langen Fortsätzen kann die Mikrobe in diesen Wasserschichten auch umherschwimmen und sich nach dem Prinzip eines Propellers durch die zähe Salzlösung „schrauben“. Die Archaeen haben dafür einen eigenen molekularen Drehmotor erfunden, der auf ein zelleigenes Signal hin die Drehrichtung und damit die Orientierung ändern kann.

Alles in allem also ei sehr interessanter Mikroorganismus: Halobacterium hat sich übrigens auch noch als äußerst strahlungsresistent erwiesen: Die Mikroben überstanden einen monatelangen Flug im Außenbereich der internationalen Raumstation ISS.

Weitere Informationen findet ihr unter  Mikrobe des Jahres.

Mit mikrobiologischen Grüßen

Susanne


4 Kommentare

Mikrobe des Jahres 2016 – Streptomyces – die Pharmazeuten unter den Mikroben

Titelblatt Version 1 Pilzhyhpe mit Cluster von Streptomyceten-H

Streptomyces mit stark sporulierender Oberfläche, der rot gefärbte Stoffwechselprodukte ausscheidet (@Hildgund Schrempf)

Ta-daah! Trommelwirbel und Fanfare für die neue Mikrobe des Jahres 2016 und gleichzeitig unsere Mikrobe im Februar hier im Mikrobenzirkus! Die Bakteriengattung Streptomyces wurde in diesem Jahr von der VAAM (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie) für den Titel ausgewählt.

Streptomyces ist sehr bedeutsam in der Medizin als Wirkstoffproduzent. Zwei Nobelpreise 1952 und 2015 wurden schon für das Antibiotikum Streptomycin und das Antiparasitikum Ivermectin vergeben.

Einfaches RGB

Wirkstoffe aus Streptomyceten können Bakterien abtöten – hier sichtbar als klare Hemmhöfe im Bakterienrasen, Fotomontage (@Hildgund Schrempf)

Aus Streptomyceten sind heute mehrere Tausend sehr unterschiedliche organische Moleküle bekannt. Diese können z.B. das Wachstum von Pflanzen stimulieren, hemmen andere Bakterien (Antibiotika) oder Pilze (Fungizide). Einige beeinflussen auch unser Immunsystem oder verhindern das Wachstum von Tumoren (Zytostatika).  Sie leben mit den Bakterien in enger Gemeinschaft und profitieren so von der Abwehr schädlicher Mikroorganismen. Bis heute ist Streptomyces mit rund 70 Prozent der erfolgreichste Lieferant antibiotischer Wirkstoffe, die therapeutisch einsetzbar sind. Aktuelle Studien lassen vermuten, dass noch viele bislang unbekannte Schätze aus Streptomyceten in den nächsten Jahren gehoben werden können.

Diese Bakterien haben viele weitere Talente: Sie spielen eine wesentliche Rolle beim Recycling abgestorbener Pflanzen, für die Humusbildung und sorgen nebenbei für den frischen Duft von Waldboden.

Einfaches RGB

Streptomyces bauen tierische und pflanzliche Reste über Zwischenstufen zu wertvoller Erde um (@Hildgund Schrempf)

Streptomyceten scheiden zahlreiche Enzyme aus und bauen damit viele komplexe Substanzen ab, beispielsweise schwer spaltbare Stoffe wie Cellulose aus Holz oder Chitin von Insektenpanzern und Pilzen. Die entstehenden kleineren Nährstoffe dienen den Streptomyceten als Nahrung. So sorgen diese Bakterien für das Recycling von Pflanzenfasern und Resten abgestorbener Organismen.
Auch für Insekten sind sie sehr nützlich. Im Darm von Regenwürmern, Termiten und anderen Lebewesen bauen Streptomyceten schwer verdauliche Stoffe ab. Streptomyces trägt wesentlich zum ökologischen Stoffkreislauf bei sowie zur Bildung von Kompost und Humus. Zudem scheiden die Bakterien komplizierte, oft auffällig gefärbte Moleküle aus, die für unsere Gesundheit von unschätzbarer Bedeutung sein können. (Quelle: VAAM )

Nobelpreis für Streptomyces (Video)

Viele weitere spannende Informationen unter http://www.mikrobe-des-jahres.de/

Ein für Mikrobiologen sehr schönes Plakat zum Download findet ihr unter unter http://www.mikrobe-des-jahres.de/content/files/Plakat-MdJ-2016.pdf

Über den folgenden Schülerwettbewerb zur Mikrobe des Jahres halte ich euch hier auch auf dem Laufenden.

Mit mikrobiellen Grüßen 🙂 !

 


Hinterlasse einen Kommentar

Noch bis zum 30. November läuft der Wettbewerb zur Mikrobe des Jahres 2015 – Wer findet Rhizobium?

Die Mikrobe des Jahres 2015, die ich euch hier im Blog lange schuldig geblieben bin, heißt „Knöllchenbakterium“, mit wissenschaftlichem Namen Rhizobium. Diese Mikrobe erleichtert den Anbau von Bohnen, Erbsen, Linsen und Futtermitteln wie Klee. Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) kürte diesen faszinierenden Mikroorganismus am 9. Februar zur Mikrobe des Jahres 2015. Bis zum 30. November 2015 läuft noch der Wettbewerb „Findet die Mikrobe des Jahres 2015!“ für Schüler/innen und Studierende. Also Interessierte noch schnell die Unterlagen einsenden!

Rhizobium_VAAMBakterien als natürliche Düngehilfe

Rhizobien („in den Wurzeln lebend“) liefern bestimmten Pflanzen das für ihr Wachstum notwendige Ammonium auf natürlichem Weg und ersetzen damit künstlichen Dünger. An den Wurzeln dieser Pflanzen sind, wie auf dem Foto gut erkennbar, die typischen Knöllchen mit den Bakterien sichtbar.

(Bildquelle: VAAM)

Wettbewerb 2015: Wer findet Rhizobium?

Schüler/innen und Studierende können sich am Wettbewerb „Mikrobe des Jahres 2015“ beteiligen. Schickt bis zum 30. November 2015 Fotos, Videos oder andere kreative und künstlerische Gestaltungen rund um Rhizobium an die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) (siehe „Wie geht ihr vor?“). Ausführliche Informationen und weitere Hinweise der VAAM findet ihr hier. Also mitmachen! Es gibt tolle Preis zu gewinnen.

Links:

  • Mehr Hintergrundinformationen zum Knöllchenbakterium allgemein findet ihr unter folgenden Link.
  • Hier noch einige schöne Videos zum Thema:

Nitrogen Fixation – Seven Wonders of the Microbe World

Rhizobia symbiotic relationship between legumes and rhizobia


Hinterlasse einen Kommentar

Achtung: Wahl der Mikrobe des Jahres 2015!

Morgen ist es wieder soweit! Die Mikrobe des Jahres 2015 wird von der VAAM, der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie, gekürt. Die Mikroben des Jahres sind noch ein ganz junges Format, welches im Jahre 2014 startete. Aber warum soll es nur das Insekt, die Pflanze oder den Boden und den Baum des Jahres geben.

Die Reihe wurde mit dem Cyanobakterium Nostoc pruniforme eröffnet, welches die Wissenschaftler mit seinen außergewöhnlichen Eigenschaften überzeugte. Damit Nostoc morgen nicht ganz aus dem Scheinwerferlicht verschwindet, werde ich der Mikrobenart hier rückblickend im Blog noch mit einen eigenen Artikel einen Platz einräumen.

Bis dahin sind wir erst einmal gespannt, wer es auf das Podest schafft!

Alle Informationen der VAAM zur Mikrobe des Jahres unter http://www.mikrobe-des-jahres.de/.Mikrobe des Jahres 2014