Erfolgreiche Meeresbakterien
Das Meer ist die Heimat der erfolgreichsten Bakterien unseres Planeten, wie neue Forschungsergebnisse aus Schweden zeigen. Die Studie, die teilweise über das Projekt GENOME EVOLUTION ("Tracing the evolution of alpha-proteobacterial genomes") finanziert wurde, wirft neues Licht auf die Frage, weshalb Bakterien, die zur Gruppe SAR11 gehören, sich durchsetzen konnten, und untersucht einige allgemein akzeptierte Theorien. GENOME EVOLUTION hat eine Finanzhilfe aus dem intereuropäischen Marie-Curie-Programm (Marie Curie Intra-European Fellowships, EIF) in Höhe von 166.500 EUR erhalten, das unter dem Sechsten Rahmenprogramm (RP6) finanziert wird. Die Forschungsarbeit, die in zwei Artikeln in den Zeitschriften Molecular Biology and Evolution und PLoS ONE veröffentlicht wurde, gab bekannt, dass eine seltene und bisher unbekannte Verwandte der Mitochondrien - den Energiewerken der Zellen - entdeckt wurde. "Die riesigen Mengen an DNA- Informationen, die aus den Ozeanen stammen, geben uns einen Einblick in eine Welt, die nie zuvor untersucht werden konnte", sagt Professor Siv Andersson von der Abteilung für Molekulare Evolution an der Universität Uppsala und Hauptautor der Studie. "Es ist unglaublich faszinierend, in diesen Daten nach Antworten auf die Grundfragen des Lebens zu suchen." Forscher sagen, Bakterien des Types SAR11 stellen zwischen 30% und 40% aller bakteriellen Zellen in den Ozeanen dar und beeinflussen den globalen Kohlenstoffkreislauf. Dem Team zufolge sind diese Bakterien anderswo nicht so häufig anzutreffen. Da dem offenen Meer ausreichende Nährstoffe fehlen, haben die SAR11-Bakterien ein sehr kleines Zellvolumen, um die Konzentration von Nährstoffen in den Zellen zu maximieren. Ihre Genome sind außergewöhnlich klein und kompakt. Frühere Studien hatten gezeigt, dass SAR11 Bakterien zu einer anderen spezialisierten Gruppe von Bakterien gehören, zu der auch das Typhus-Bakterium gehört. Während letztere Bakterien auch kleine Genome haben, sind sie an Menschen, Tiere und Insekten angepasst. Durch ausgefeilte Analysen der evolutionären Beziehungen entdeckten die Forscher aus Uppsala, dass SAR11-Bakterien, die aus dem Meer stammen und auf dem Land lebende Bakterien Genome entwickelt haben, die mindestens 3 bis 10 Mal größer sind. Im Gegensatz zu ihren nahen Verwandten, besitzen SAR11-Bakterien keine Gene, die zur Reparatur von DNA-Schäden benötigt werden, so die Forscher. Dies könnte der Grund sein, weshalb sie so erfolgreich gewesen sind. "Der Genverlust bedeutet, dass die Bakterien leichter Gene miteinander austauschen, und nützliche Gene können sich dann rasch in den Ozeanen ausbreiten als Anpassung an Veränderungen in Nährstoffgehalt, Temperatur und UV-Strahlung", sagt Johan Viklund, Doktorand an der Abteilung für molekulare Evolution der Universität Uppsala. Bei Auswertung der Daten von anderen DNA-Studien, die sich mit Bakterien in den Ozeanen befassen, analysierte das Team aus Uppsala auch die DNA-Sequenzen für Proteine, die an der Zellatmung beteiligt sind - wenn also Zucker in Kohlendioxid und Wasser abgebaut wird. Der Vergleich mit den entsprechenden Sequenzen für Proteine ??in den Mitochondrien von Menschen, Tieren und Insekten hat dem Team bei der Identifizierung einer Gruppe von seltenen Bakterien geholfen, die unter Wissenschaftlern bisher nicht bekannt war. "Diese Bakterien sind Mitochondrien sehr ähnlich", sagt Dr. Thijs Ettema von der Universität Uppsala. "Unsere Ergebnisse zeigen somit, dass Mitochondrien wahrscheinlich aus den Ozeanen stammen, im Gegensatz zu bisherigen Annahmen jedoch kein Zusammenhang zwischen ihren nächsten Verwandten und der SAR11-Gruppe besteht."Weitere Informationen erhalten Sie unter: Universität Uppsala: http://www.uu.se/en/?languageId=1 PLoS ONE: http://www.plosone.org/home.action Molecular Biology and Evolution: http://mbe.oxfordjournals.org/
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Schweden