Genetisch veränderte Bakterien zur Schadstoffbeseitigung
Toxische Metalle und Radionuklide können die Umwelt langfristig bis dauerhaft schädigen und sind daher nicht nur für die Umwelt, sondern auch die Nahrungskette ein hohes Risiko. Nun wurde an Methoden geforscht, mit denen diese Schadstoffe gelöst und durch Bakterien immobilisiert werden können, was die Toxizität für lebende Organismen deutlich reduziert. Metalle und Radionuklide lassen sich auf biochemischem Wege durch Mikroben reduzieren, sodass sie in einen unlöslichen bzw. immobilen Zustand übergehen. Insbesondere Bakterien, die für diese Reduktion Schwefel oder Eisen nutzen, eignen sich hervorragend zur Beseitigung von Verunreinigungen, und zwar aufgrund des Elektronentransportsystem auf ihrer äußeren Hülle. Problematisch hier ist allerdings, dass die normalerweise auf Deponien vorkommenden Nitratverbindungen sowie Sauerstoff die Bioremediation verhindern. Forscher des EU-finanzierten Projekts BACTEROMETRICS (Bioremediation of toxic metals and radionuclides using naturally evolved bacteria capable of intra-cellular reduction without oxidative stress) stellten nun eine bahnbrechende Alternative vor. Das Problem könnte durch einen "sicheren" bakteriellen Signalweg umgangen werden, indem die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies verhindert wird, die die Zellen vergiften. Dabei leiten die nicht-toxischen Proteine einer häufigen ChrR-Enzymfamilie einen Elektronentransferprozess ein, der oxidativen Stress deutlich reduziert und die schädlichen Substanzen separiert. BACTEROMETRICS führte mittels hochmoderner spektroskopischer Verfahren, elektrochemischer Titration und Größenausschlusschromatographie Struktur-Funktions-Analysen am Wildtyp und an Mutanten des ChrR-Enzyms von Escherichia coli durch. Offensichtlich modifizieren bestimmte Mutationen spezifisch die Affinität sowie mögliche Andockstellen für Chromat, während andere auf direktem Wege den Elektronentransfermechanismus beeinflussen. Die Evolution lieferte somit selbst das Material für die Schadstoffbeseitigung. BACTEROMETRICS erschloss diese Mechanismen und entwickelte neue Bioremediationsprozesse für Radionuklide und Metalle.
