Dienstag, 16. August 2022

Archiv


Rosa Schleim im Rampenlicht

Biologie. - Nicht nur das Erbgut des Menschen ist heute vollständig entziffert. Mittlerweile kennen die Genomforscher die Erbinformation von über einem Dutzend Tier- und Pflanzenarten und von über 30 Bakterien. Ein neues entschlüsseltes Erbgut ist deshalb kaum noch eine Meldung wert. Was Wissenschaftler aus Kalifornien jedoch im Fachblatt Nature vorstellen, geht noch einen Schritt weiter. Sie haben das Genom einer ganzen Organismengemeinschaft sequenziert. Ein ganzes - wenn auch kleines - Ökosystem.

Von Michael Lange | 10.02.2004

    Irgendwo in den Bergen Kaliforniens, mehr als 100 Meter tief unter der Erde. Hier in den Gängen einer stillgelegten Eisenmine fließt saures Grubenwasser durch das Pyritgestein. "Fool´s Gold" nennen es die Amerikaner: Narrengold. Zu deutsch: Katzengold. An vielen Stellen überzieht klebriger, rosa Schleim das glitzernde Gestein. Dieser Schleim ist für Wissenschaftler alles andere als eklig. Er ist ein hoch spannendes, eigenes Ökosystem. Der Mikrobiologe Gene Tyson von der Universität von Kalifornien in Berkeley spricht deshalb auch nicht von einem Schleim, sondern von einem Biofilm.

    Ein Biofilm ist eine Gemeinschaft von Mikroorganismen. Sie produzieren bestimmte Eiweiße und bauen daraus ihren Lebensraum.

    Um die schleimige Lebensgemeinschaft zu erforschen, wählten die Mikrobiologen aus Berkeley die gleiche Methode, die schon den Entzifferer des Menschen-Genoms Craig Venter zum Erfolg geführt hatte. Die Schrotschuss-Methode. Craig Venter hatte das menschliche Erbgut schneller als alle anderen entziffert, indem er es einfach in kleinste Schnipsel zerschnitt und ungeordnet analysierte. Das große Durcheinander von Einzelergebnissen ließ er dann mit Hilfe seiner Computer wieder ordnen. In Kalifornien gingen die Forscher nun noch einen Schritt weiter. Sie entzifferten nicht nur das genetische Durcheinander in einem Organismus, sondern gleich das genetische Wirrwarr einer Organismengruppe.

    Wir haben die Erbmoleküle, die DNS, aus dieser Gemeinschaft von Mikroorganismen isoliert und in kleine Schnipsel zerschnitten. Die Erbinformation haben wir dann entziffert, und das Erbgut der einzelnen Organismen im Computer rekonstruiert.

    Und tatsächlich entdeckten die Mikrobiologen im Schleim die Erbinformationen einzelner Mikroorganismen. Zum Beispiel von Archäen der Gattung Ferroplasma. Diese bakterienähnlichen Einzeller gehören zu den ältesten Lebewesen der Welt - anzufinden an den unwirtlichsten Orten der Erde.

    Wir hatten eine gewisse Ahnung, welche Organismen in dem Biofilm stecken könnten. Die haben wir auch gefunden. Besonders spannend aber sind die Organismen, die wir nicht erwartet haben.

    Die Forscher kennen nun das Erbgut einiger, nicht erwarteter Organismen im Biofilm. Aber sie wissen nicht, zu welchen Bakterien das Erbgut gehört. Vielleicht handelt es sich um noch unentdeckte Mikroorganismen. Ihre Erbinformation wurde bislang jedenfalls noch nie analysiert. Ohne zu wissen, wem die entdeckten Erbanlagen gehören, haben die kalifornischen Forscher aber bereits mit ihrer Untersuchung begonnen. Sie wollen herausfinden welche Rolle die noch unbekannten Besitzer der Erbmoleküle im Biofilm - also im rosa Schleim - spielen. Welche Aufgaben übernehmen sie in der bakteriellen Wohngemeinschaft? Wie bindet der Biofilm den Kohlenstoff? Wie gelingt es ihm, Eisen umzuwandeln? Und wie beseitigt er Giftstoffe? Das Erbgut der Wohn-Gemeinschaft liefert den Wissenschaftlern Informationen, wie das gesamte System "Biofilm" funktioniert. Sie gewinnen Wissen, das sie nie erhalten hätten, wenn sie die Bewohner einzeln unter künstlichen Laborbedingungen untersucht hätten.