• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Zur Hauptsidebar springen

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
  • Messekalender
Startseite » Aquatisches Riesenbakterium ist ein Anpassungsgenie

Aquatisches Riesenbakterium ist ein Anpassungsgenie

23. November 2020 von Helmut Mitteregger

Das größte Süßwasserbakterium, Achromatium oxaliferum, ist außerordentlich flexibel in seinen Ansprüchen, wie Forschende unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) nun herausfanden: Es lebt an Orten mit extrem unterschiedlichen Lebensbedingungen wie in heißen Quellen und Eiswasser. Die Bakterienstämme der verschiedenen Ökosysteme unterscheiden sich nicht in ihrem Erbgut, aber in ihren Genexpressionsmustern. Die Anpassung gelingt vermutlich durch einen für Bakterien einzigartigen Vorgang: Nur relevante Gene werden in den Genomen angereichert und abgelesen, die anderen bleiben für alle Fälle in Zellkammern archiviert.

Achromatium ist in vielerlei Hinsicht besonders: Es ist 30.000 Mal größer als andere im Wasser lebende Bakterien und dank seiner Kalkeinlagerungen sogar mit dem bloßen Auge erkennbar. Es hat einige hundert Chromosomen, die höchstwahrscheinlich nicht identisch sind. Damit ist Achromatium das einzige bekannte Bakterium mit mehreren verschiedenen Erbgut-Sätzen.
Die Forschenden haben Genarchive von Sedimenten analysiert und zeigen, dass Achromatium weltweit in vielen Ökosystemen verbreitet ist: im Flachwasser ebenso wie in 4000 Metern Tiefe im Ozean. Man findet es in heißen Quellen und eiskaltem Wasser; in sauren und alkalischen Umgebungen und in besonders salzhaltigen Gewässern.
Typischerweise führt ein solch breites Spektrum an Umweltbedingungen zur Etablierung neuer Arten mit unterschiedlichen Genomen, die an die jeweilige Umwelt bestens angepasst sind. Bei Achromatium ist es anders: Die Bakterien aus unterschiedlichen Ökosystemen haben das gleiche funktionelle Potenzial, unterscheiden sich aber in ihren Genexpressionsmustern, indem sie nur die jeweils relevanten Gene zur RNA-Synthese ablesen.

Zellkammern als Genarchiv

„Wir vermuten, dass die Anpassungen durch eine Erhöhung der Kopienzahl relevanter Gene über die Hunderte von Chromosomen erfolgen. Dies steht im Gegensatz zu anderen Bakterien, die irrelevante Gene verlieren. Die hohe Anzahl der Genome, und damit die hohe Diversität an funktionellen Genen, macht die vielfältigen Anpassungen also möglich“, erläutert Dr. Danny Ionescu, Leiter der Studie vom IGB.
Achromatium ist voll gepackt mit Kalziumkarbonat-Kristallen, die sich zwischen der äußeren und der zytoplasmatischen Membran befinden. Diese Kristalle falten die Zytoplasmamembran und bilden Taschen aus Zytoplasma, in denen, wie die Forschenden vermuten, Chromosomen-Cluster sitzen. Sie stellen die Hypothese auf, dass diese Cluster Achromatium in die Lage versetzen, Gene zu „archivieren“, die keinen unmittelbaren Nutzen haben.

Keine Kopie der Mutterzelle: Jedes Bakterium ist einzigartig

„Die funktionelle Vielseitigkeit von Achromatium und seine genomischen Merkmale widersprechen völlig dem Konzept der Spezifikation, ihren Triebkräften und damit den Mechanismen der Artenbildung, wie wir sie für andere Bakterien kennen. So wird das Erbgut der Mutterzelle nicht als identische Kopie an die Tochterzelle weitergegeben, sondern jede neue Zelle ist einzigartig und besitzt eine Vielzahl an funktionellen Genen, die nicht unmittelbar für das Leben in einem spezifischen Lebensraum notwendig sind. Damit erhält sich jede Zelle das Potenzial, sich schnell an sehr unterschiedliche Umweltbedingungen anpassen zu können“, so das Fazit von Professor Hans-Peter Grossart, Koautor der Studie und Leiter der Arbeitsgruppe Aquatische Mikrobielle Ökologie am IGB.

Originalpublikation:
Danny Ionescu, Luca Zoccarato, Artur Zaduryan, Sina Schorn, Mina Bižić, Solvig Pinnow, Heribert Cypionka, Hans-Peter Grossart: „Heterozygous, polyploid, giant bacterium, Achromatium, possesses an identical functional inventory worldwide across drastically different ecosystems“, Molecular Biology and Evolution.
DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msaa273

Bilder der fluoreszierenden in-situ Hybridisierung einer eingefärbten Achromatium oxaliferum Zelle. | Abbildung: Mina Bizic / IGB

Kategorie: Forschung, News Stichworte: Achromatium oxaliferum, Anpassung, Genexpressionsmuster, Süßwasserbakterium

Weitere Nachrichten

Biobasierter Klebstoff für nachhaltige Verpackungen

Henkel Consumer Brands setzt beim Verschließen von Sekundärverpackungen seiner Reinigungsprodukte auf einen biobasierten Klebstoff aus eigener Entwicklung: den Technomelt Supra Eco. Die Lösung vereint Recyclingfähigkeit, CO₂-Reduktion und hohe … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Biobasierter Klebstoff für nachhaltige Verpackungen

Flexible Greiferfinger für sensible Pick-and-Place-Anwendungen

Mit der neuen Serie MH-X7654 präsentiert SMC elastische Greiferfinger, die sich optimal für das Handling empfindlicher und unregelmäßig geformter Objekte eignen. Dank des flexiblen Designs und zweier Materialvarianten lassen sich unterschiedlichste … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Flexible Greiferfinger für sensible Pick-and-Place-Anwendungen

Algenkultivierung im Labor

Die präzise Kultivierung lichtempfindlicher Mikroalgen stellt viele Forschungslabore vor Herausforderungen. Mit einer neuen Anleitung ermöglichen Wissenschaftler:innen aus Bayreuth und Göttingen nun einen standardisierten Zugang zur Algenkultivierung … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Algenkultivierung im Labor

Laserbasierte Leckageprüfung für Membranfilter in Echtzeit

Im Verbundprojekt »CLeo« entsteht ein innovatives Prüfsystem, das Leckagen in industriellen Membranfiltern automatisiert, zerstörungsfrei und in Echtzeit erkennt. Entwickelt wird die Technologie unter der Leitung von DBI Gas- und Umwelttechnik … [Weiterlesen...] Infos zum Plugin Laserbasierte Leckageprüfung für Membranfilter in Echtzeit

Haupt-Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

  • Newsletter Anmeldung
  • Newsletter Archiv

Messekalender

Sep. 3
Ganztägig

SchraubTec Bochum 2025

Sep. 10
Ganztägig

LAB-SUPPLY Chemnitz 2025

Sep. 10
10. September - 11. September

all about automation 2025 – Wetzlar

Sep. 15
15. September - 19. September

drinktec 2025

Sep. 16
Ganztägig

SchraubTec Kattowitz 2025

Kalender anzeigen

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Smarte Lösungen von ENGEL auf der K 2025
    am 9. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    ENGEL präsentiert auf der K 2025 smarte Lösungen für die Kunststoffverarbeitung: von Rückleuchtenmodulen mit clearmelt bis hin zu rPET-Dünnwandbechern. Innovation, Digitalisierung und Nachhaltigkeit stehen im Fokus der Anwendungen für […]

  • Sperrventil VBOC: kompakt, sicher, diagnosefähig
    am 9. Juli 2025 von Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Mit dem pneumatisch gesteuerten Sperrventil VBOC bietet Festo eine kompakte Lösung für sicherheitskritische Anwendungen. Das 2/2-Wegeventil punktet durch Diagnosefunktionen und platzsparende Integration – ideal für sichere Maschinenprozesse. […]

  • Rezyklierbare Polythioenone für den 3D-Druck
    am 9. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ein Forschungsteam des Georgia Institute of Technology stellt mit Polythioenonen eine neue Polymerklasse für den 3D-Druck vor. Sie erfüllen zwei zentrale Anforderungen: hohe mechanische Belastbarkeit und vollständige Rezyklierbarkeit. The post […]

  • VAUDE-Rucksack mit CO₂-neutralem Polyamid von BASF
    am 8. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    VAUDE bringt mit dem TRAILCONTROL ZERO 20+ den ersten Fahrradrucksack aus BASF’s Ultramid ZeroPCF auf den Markt – ein Polyamid mit einem CO₂-Fußabdruck von Null. Die Herstellung erfolgt mit erneuerbaren Energien und alternativen Rohstoffen. […]

  • Nachhaltige Kosmetikverpackungen mit WITTMANN-Technologie
    am 7. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Thomriss produziert in Brasilien hochwertige Kosmetikverpackungen mithilfe von WITTMANN-Spritzgießtechnik. Dank präziser Maschinen, effizienter Prozesse und dem Einsatz von PET entstehen nachhaltige Verpackungslösungen für den Kosmetikmarkt. The […]

  • Ethernet-Switch GREYHOUND2000 für Industrieanwendungen
    am 7. Juli 2025 von Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Mit den Hirschmann GREYHOUND2000 Standard-Switches bringt Belden Inc. eine neue Generation robuster Ethernet-Switches auf den Markt. Diese wurden speziell für den steigenden Bedarf an glasfaserbasierter Kommunikation in der Industrie entwickelt und […]

  • Aluminiumlegierung für H₂-Anwendungen
    am 4. Juli 2025 von Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Forschende entwickeln eine neuartige Aluminiumlegierung mit Scandium, die 40 % fester ist und fünfmal widerstandsfähiger gegen Wasserstoffversprödung – ohne Verlust der Duktilität. Die Methode ist industrietauglich und stärkt die […]

  • Innovatives leitfähiges Polymer zeigt 3D-Leitfähigkeit
    am 4. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ein internationales Forschungsteam entwickelt ein zweidimensionales Polyanilin mit neuartiger 3D-Leitfähigkeit. Das Polymer eröffnet neue Perspektiven für Anwendungen in organischer Elektronik, Sensorik, elektromagnetischer Abschirmung und […]

  • Biokunststoff-Innovationen: Hochschule Hof zeigt neue Recyclingansätze
    am 2. Juli 2025 von Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Das Projekt „TechCirclePolymers“ der Hochschule Hof verbindet Kreislaufwirtschaft mit Biokunststoff-Innovationen. Von Pflanztöpfen aus Bäckereiresten bis hin zu Lockenwicklern mit Pflegewirkung entstehen nachhaltige Lösungen für Wirtschaft […]

  • Neue Anlage für hochreine Schwefelsäure in Ludwigshafen
    am 2. Juli 2025 von Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Am BASF Standort Ludwigshafen entsteht eine hochmoderne Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure, deren Betrieb für 2027 geplant ist. Die Investition im hohen zweistelligen Millionenbereich unterstreicht BASFs strategisches Engagement für […]

Copyright © 2025 · Welkin Media Verlag