Riesige Bakterien in den Mangroven von Guadeloupe entdeckt

RIESIG

Künstlerische Darstellung von Ca. Thiomargarita magnifica mit Groschen (Fotos: Mangrove photo by Pierre Yves Pascal; Illustration by Susan Brand/Berkeley Lab)
Datum: 24. Juni 2022
Uhrzeit: 09:07 Uhr
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Autor: Redaktion
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Um Bakterien zu sehen braucht man ein Mikroskop. Nicht so bei „Thiomargarita magnifica“. Diese Riesenzelle ist mit bloßem Auge deutlich zu erkennen und hat die Größe und Form einer menschlichen Wimper. „T. magnifica“ wurde auf versunkenen, verrottenden Blättern von Mangrovenbäumen in der französischen Karibik entdeckt und gilt nun als das größte Bakterium der Welt. Keine Angst, der Organismus ist nicht gefährlich und kann beim Menschen keine Krankheiten auslösen. Aber man sollte sich über seine Ausmaße wundern. „Diese Bakterien sind etwa 5.000 Mal größer als die meisten Bakterien. Zum Vergleich: Ein Mensch, der auf einen anderen Menschen trifft, wäre so groß wie der Mount Everest“, so Jean-Marie Volland vom „Joint Genome Institute“ am „Lawrence Berkeley National Laboratory“ in den USA.

„T. magnifica“ wurde erstmals 2009 in Guadeloupe auf den Kleinen Antillen entdeckt und jedoch zunächst „beiseite“ gelegt. Erst vor kurzem haben Dr. Volland und seine Kollegen begonnen, sie im Detail zu untersuchen. Eine wichtige Erkenntnis ihrer Untersuchungen betrifft die Art und Weise, wie die Zelle ihr Inneres organisiert. Normalerweise schwimmt die DNA von Bakterien frei in der Flüssigkeit, dem Zytoplasma, das ihren Körper ausfüllt. „T. magnifica“ hingegen speichert sein genetisches Material in Kompartimenten, die die Forscher „pepins“ nennen, was aus dem Französischen stammt und Fruchtkerne bedeutet. Dies ist eine bedeutende Entdeckung, denn bisher galt die Verpackung von DNA in membrangebundenen Kompartimenten als Domäne der so genannten eukaryotischen Zellen, die die Bausteine höherer Organismen wie Menschen, anderer Tiere und Pflanzen sind.

„T. magnifica“ nutzt die verrottenden Stoffe in den Sedimenten rund um die Wurzeln der Mangroven und trägt eine Menge DNA in sich. Wenn man alle „Buchstaben“ oder Basen in seinem Lebenscode oder Genom zählt, sind es etwa 12 Millionen. Aber in jeder Zelle kann es eine halbe Million Kopien des Genoms geben. „Nimmt man nun die Größe des Genoms von 12 Millionen Basen und multipliziert sie mit der Anzahl der Genomkopien – also mit einer halben Million – so erhält man etwa 6.000 Giga- oder Milliarden Basen DNA. Zum Vergleich: Ein diploides menschliches Genom ist etwa sechs Giga-Basen groß. Das bedeutet also, dass unsere Thiomargarita im Vergleich zu einer menschlichen Zelle mehrere Größenordnungen mehr DNA in sich trägt“, erklärt Dr. Tanja Woyke, ebenfalls von „Lawrence Berkeley“.

In all dieser DNA gibt es Hinweise auf die Ursachen für die enorme Größe des Organismus, fügte sie hinzu. Einige Gene, die mit der Dehnung in Verbindung stehen, scheinen doppelt vorhanden zu sein und einige Gene, die normalerweise an der Teilung beteiligt sind, scheinen zu fehlen. „T. magnifica“ ist ein chemosynthetisches Bakterium. Es stellt den Zucker her, den es als Treibstoff benötigt, indem es die Schwefelverbindungen oxidiert, die von den verrottenden organischen Stoffen in den Sedimenten des Mangrovensumpfes produziert werden. Alles, was sie braucht, ist etwas Festes, an dem sie sich festhalten kann. „Ich habe sie an Austernschalen, Blättern und Zweigen, aber auch an Glas- und Plastikflaschen oder Seilen gefunden“, erklärte Prof. Olivier Gros, Mikrobiologe an der Universität der Antillen. „Sie brauchen nur ein hartes Substrat, um mit den Sulfiden in Kontakt zu kommen und mit dem Meerwasser, um Sauerstoff und CO2 zu erhalten. Die höchste Konzentration von Thiomargarita, die ich gefunden habe, befand sich auf einer Plastiktüte – leider.“

Das Forscherteam hat seine Beschreibung des Bakteriums in der diese Woche erscheinenden Ausgabe des „Science Magazine“ veröffentlicht. Die Forscher räumen ein, dass sie noch viel darüber lernen müssen, wie der Organismus funktioniert. „Dieses Projekt hat uns wirklich die Augen für die unerforschte mikrobielle Vielfalt geöffnet, die es gibt. Wir kratzen wirklich nur an der Oberfläche und wer weiß, was für interessante Dinge wir noch entdecken werden“, kommentierte Dr. Shailesh Date vom „Laboratory for Research“ in Complex Systems in Menlo Park in den USA.

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