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Bildung Leipziger Forscher entdecken bisher unbekannten Einzeller
Leipzig Bildung Leipziger Forscher entdecken bisher unbekannten Einzeller
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12:15 05.04.2019
Ein menschliches Haar ist ungefähr 100 Mal so dick: Candidatus Argoarchaeum ethanivorans unter einem hochauflösenden Heliumionen-Mikroskop. Quelle: Matthias Schmidt/UFZ
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Leipzig

Der Name, den die Wissenschaftler ihrem Schützling gegeben haben, klingt ein bisschen gruselig: langsam wachsender Ethanfresser. Aber die Bezeichnung trifft genau, was „Candidatus Argoarchaeum ethanivorans“ ausmacht. Es handelt sich um ein Archaeon, also Urbakterium, das in tiefen Gaslagerstätten unter der Erde und dem Meer, wo es keinen Sauerstoff gibt, Ethan in Kohlendioxid umwandelt.

Die ebenfalls im Namen ausgedrückte Tatsache, dass der Einzeller sehr langsam wächst, hat die Geduld der Forscher arg strapaziert. Vor 17 Jahren erhielt Florin Musat, damals noch Wissenschaftler am Bremer Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, eine Sedimentprobe aus einer natürlichen Erdgasquelle in mehr als 500 Metern Tiefe des Golfs von Mexiko. Zehn Jahre dauerte es, ausreichend große Mengen der Zellen zu kultivieren. sodass er später unter anderem das Ethanfresserchen aufspüren konnte.

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2014 wechselte der Mikrobiologe nach Leipzig ans Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), wo ein Jahr später mit mehr als zwölf Millionen Euro öffentlicher Förderung die Technologie-Plattform Pro-VIS an den Start ging. Dieses „Sächsische Zentrum zur Visualisierung biochemischer Prozesse auf zellulärer Ebene“ kombiniert mehrere Großgeräte.

Mikrobielle Arbeitsteilung

Die Fluoreszenzmikroskopie brachte dem Forscherteam um Musat beispielsweise die Erkenntnis, dass etwa 65 Prozent der Probe aus dem neu entdeckten Archaeon bestanden. Zudem fanden sie zwei Bakterienarten, die Sulfat in Schwefelwasserstoff umwandeln. Unter Zuhilfenahme hochauflösender Massenspektrometrie bewiesen die Wissenschaftler die mikrobielle Arbeitsteilung in den Tiefen der Erde und des Meers: Der neu beschriebene Einzeller oxidiert Ethan zu Kohlendioxid, die begleitenden Bakterien reduzieren das Sulfat. Wie genau sie dabei interagieren, ist allerdings noch offen. Wachstum und Vermehrung des Archaeons erforschten Musat und Kollegen unter einem Heliumionen-Mikroskop. Sie entdeckten in den Zellen ungewöhnlich kleine Vesikel, was darauf hindeutet, dass sich der Einzeller durch Sprossung fortpflanzt.

Der biochemische Stoffwechsel zum Ethan-Abbau, den die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals „Nature“ beschreiben, mündet möglicherweise sogar in eine industrielle Nutzung: Die Entdeckung könnte erste Ansätze für eine biotechnologische Produktion synthetischer Treibstoffe liefern, hoffen Musat und sein Team. Etwa für die Nutzung des energiereichen Butans.

Von mwö