Thermalquellen liefern Hinweise zur Evolution
Bei biotechnologischen Anwendungen können mikrobische Organismen eingesetzt werden, um Schadstoffe abzubauen oder bestimmte Lebensmittel wie Joghurt oder Brot herzustellen. Methan-produzierende Bakterien – auch als Methanbildner bezeichnet – werden auch in Kläranlagen eingesetzt, doch ihre Aktivität wird oft durch virale Infektionen behindert. Die Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts (MICVIRECOLHOTSPRINGS) studierten mikrobische Populationen, um die Vorgänge der mikrobischen Diversität und viralen Verteidigung zu verstehen. Sie wendeten moderne Sequenzierungsverfahren bei Mikroorganismen an, die aus den extremen Bedingungen der Thermalquellen des Yellowstone-Nationalparks isoliert wurden. Die in den heißen Quellen gefundenen lithotrophen (wörtlich also "Stein essenden") Mikroorganismen gewinnen ihre Energie aus Wasserstoff und wurden zusammen mit Viren isoliert, im ihre Interaktionen zu beobachten. Diese Mikroorganismen befinden sich außerdem sehr nah an der Wurzel des phylogenetischen Baumes und sind daher in evolutionärer Hinsicht interessant. Im Obsidian Pool des Yellowstone-Nationalparks, wo die Temperaturen zwischen 58 und 66 °C schwanken und der pH-Wert zwischen 5,5 und 6,0 beträgt, wurden Experimente durchgeführt. Durch Versuche mit Schlämmen erhielten die Forschern mikrobische Isolate für die anschließenden Genomanalysen. Die Sequenzierung der DNA der Methan-produzierenden Mikroben lieferte unschätzbar wertvolle Informationen zu ihrer Evolution und zu Interaktionen mit anderen Arten. Interessanterweise wurde festgestellt, dass mikrobische Genome Sequenzen enthalten, die an der antiviralen Verteidigung beteiligt sind. Die Metagenomanalysen von Viren aus derselben Umgebung lieferte weitere Informationen zu ihrem Einfluss auf das Genprofil ihrer Wirtsumgebungen. Zusammengefasst unterstreichen diese Daten die potentiellen Auswirkungen, die Viren im Lauf der Evolution auf die Gensequenzen der Methanbilder haben. Angesichts des zunehmenden Einsatzes Methan-produzierender Mikroorganismen, könnten die Projektergebnisse zu signifikanten Leistungsverbesserungen bei entsprechenden biotechnologischen Anwendungen führen. Am wichtigsten ist, dass die Ergebnisse ganz neue Einblicke in die Evolution und die Rolle der mikrobischen Interaktionen bei der Förderung evolutionärer Veränderungen ermöglichen.
Schlüsselbegriffe
Thermalquelle, Evolution, Methanbildner, Virus
