Europäische Forscher entschlüsseln das Geheimnis Erdöl abbauender Bakterien

Ein europäisches Forscherteam hat das Genom eines wichtigen Erdöl abbauenden Bakteriums, Alcanivorax borkumensis, entschlüsselt. Das Team hofft, dass die neuen Erkenntnisse über die Biochemie des Mikroorganismus zur Entwicklung neuer, effektiver und umweltfreundlicher Methoden...

Ein europäisches Forscherteam hat das Genom eines wichtigen Erdöl abbauenden Bakteriums, Alcanivorax borkumensis, entschlüsselt. Das Team hofft, dass die neuen Erkenntnisse über die Biochemie des Mikroorganismus zur Entwicklung neuer, effektiver und umweltfreundlicher Methoden zur Reinigung ölverschmutzter Gewässer führen.

Jahr für Jahr fließen mehrere Millionen Tonnen Öl in die Meere - das meiste davon wird bewusst auf hoher See verklappt. Die Ölverschmutzung hat schwerwiegende ökologische und ökonomische Folgen: Tausende von Vögeln und Meerestieren werden getötet oder verletzt, und Küsten- und Meereshabitate brauchen unter Umständen Jahre, um sich wieder zu erholen. Allein die Kosten für die Beseitigung des Öls sind immens. Aber auch die Fischer sind von solchen Ölverschmutzungen betroffen, da ihr Fang kontaminiert ist und nicht verkauft werden kann. Darüber hinaus leidet der Tourismus, wenn die Strände mit einem schmierigen Ölfilm überzogen sind.

Es gibt jedoch Organismen, die in einer öligen Umwelt wachsen und gedeihen, zum Bespiel Alcanivorax borkumensis. In sauberen Gewässern ist dieser Mikroorganismus nur selten zu finden, während er in ölverschmutzten Gewässern einen Großteil der Öl abbauenden Mikroben ausmacht. Jetzt haben Forscher das Genom dieses außergewöhnlichen Bakteriums entschlüsselt und herausgefunden, was es so einzigartig macht.

"Man kennt bereits eine Reihe von Öl abbauenden Meeresbakterien", erklärte Dr. Peter Golyshin vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Deutschland. "Aber mehrere Studien haben gezeigt, dass das Alcanivorax borkumensis weltweit zu den wichtigsten von ihnen gehört. Nach der Genomsequenzierung wissen wir, wieso: Dieses Bakterium produziert ein ganzes Arsenal von wirkungsvollen Öl oxidierenden Enzymen."

Das Auffallendste am A. borkumensis, so die in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlichten Ergebnisse, ist seine Eigenschaft, sich fast ausschließlich von den Kohlenwasserstoffen zu ernähren, aus denen Erdöl besteht. Darüber hinaus kann es extrem viele Kohlenwasserstoffe abbauen, was ihm einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Öl abbauenden Mikroben verschafft. A. borkumensis produziert auch Biotenside, die dazu beitragen, dass das Öl emulgiert. Somit wird der Abbau gefördert.

Die Meeresumwelt enthält oft nur wenige Nährstoffe, und es ist gerade dieser Mangel an Nährstoffen, insbesondere an Stickstoff und Phosphor, der die Degradierung grundsätzlich abbaubarer Erdölverbindungen einschränkt. Das Genom des A. borkumensis bietet jedoch zahlreiche Systeme zur Aufnahme dieser seltenen Nährstoffe, was ihm noch einen weiteren Vorteil gegenüber anderen Mikroben in öligen und nährstoffarmen Gewässern verschafft.

Und schließlich stellt das Genom dieses faszinierenden Bakteriums sicher, dass es mit Umweltstress fertig wird. Als ein Bakterium, das in den oberen Schichten der Gewässer lebt, verfügt es über mehrere Gene, die es vor schädigender ultravioletter Strahlung schützen. Es kann auch Verbindungen wie Arsenat, Quecksilber, Kupfer und andere Schwermetalle detoxifizieren.

Aufgrund all dieser Eigenschaften ist das A. borkumensis eine sehr erfolgreiche Art, die man in Meeres- und Küstengewässern weltweit findet, einschließlich des Mittelmeers, des Pazifiks und der Arktis. "Die weite Verbreitung des A. borkumensis weist auf seine hoch entwickelte Fähigkeit hin, sich an die unterschiedlichen Bedingungen in unverschmutzten und verschmutzten Gewässern anzupassen", heißt es in dem Papier. Die Forscher möchten nun untersuchen, wie sich das Bakterium in anderen kohlenwasserstoffrelevanten Situationen verhält, um so mehr über den Abbau von Kohlenwasserstoffen im Meer zu erfahren.

Auch wenn die Forscher die Anwendung ihrer Arbeit in erster Linie in der Beseitigung von Öllecks sehen, könnten die Ergebnisse jedoch auch wichtig für die Erforschung von Infektionskrankheiten sein.

"Das Erdöl abbauende Bakterium bildet einen so genannten Biofilm an der Grenzschicht zwischen Öl und Wasser", erklärte Professor Kenneth Timmis vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung. "Und da Biofilme auch bei der Besiedelung des menschlichen Körpers durch Krankheitserreger eine wichtige Rolle spielen, könnte ein tieferes Verständnis dieses Prozesses auch für die Medizin von Nutzen sein."

Länder

Deutschland