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Frankreich : Entdeckung eines neuen lichtunabhängigen Weges zur Sauerstoffproduktion

15.04.2010 - (idw) Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

Methan ist ein sehr reaktionsträges Molekül. Bis 2006 galt der Abbau dieses Moleküls ohne Einsatz von Sauerstoff oder Sulfat als unmöglich. 2006 entdeckten Wissenschaftler jedoch anaerobe Bakterien, Methylomirabilis oxyfera, die in der Lage sind, das stabile Treibhausgas ohne Sauerstoff abzubauen. Die Forscher bewiesen, dass die Bakterien dafür Nitrite statt Sauerstoff verwenden. Nun konnte ein internationales Forscherteam [1] jedoch aufzeigen, dass diese Bakterien doch auf Sauerstoff zurückgreifen. Die Methylomirabilis oxyfera produziert den dafür notwendigen Sauerstoff selbst, aus Nitriten. Somit fanden die Wissenschaftler einen neuen Mechanismus zur Sauerstoffherstellung. Die Ergebnisse dieser Studie wurden Ende März in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht [2].

Der neu entdeckte Mikroorganismus Methylomirabilis oxyfera unter dem Fluoreszenz-Mikroskop
Quelle: Marc Strous (Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen) / Informationsdienst Wissenschaft

Es war schwierig für die Forscher diesen neuen Weg zur Sauerstoffproduktion nachzuvollziehen, da die verantwortliche Bakterie extrem langsam wächst und in einem anaeroben Milieu und einer komplexen mikrobiellen Gemeinschaft lebt. Für die Studie nutzten die Biologen vom Genoscope-Institut [3] einen ganzheitlichen Ansatz, indem sie die gesamte DNA dieser mikrobiellen Gemeinschaft sequenzierten. Wie bei einem Puzzle konnten die französischen Wissenschaftler anschließend das Genom des Zielmikroorganismus Methylomirabilis oxyfera rekonstruieren. Somit konnten die Forscher zeigen, dass die normalerweise für die Nitritreduktion verantwortlichen Gene fehlten und, dass das Bakterium doch auf Sauerstoff angewiesen ist. Infolgedessen ging das Forscherteam davon aus, dass dieses Bakterium auf einen anderen Weg zur Nitritreduktion zurückgreifen müsse. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass Methylomirabilis oxyfera Nitritmoleküle nutzt, um daraus Stickstoffmonoxid (NO) und Sauerstoff (O2) freizusetzen. Auf diese Weise kann schließlich das Methan oxidiert werden.

Nun nehmen die Forscher an, dass dieser neu entdeckte Weg zur Sauerstoffproduktion bereits vor Milliarden von Jahren, schon vor der Photosynthese, dagewesen sein könnte und so die Existenz aerober Metaboliten in einer sauerstofffreien Atmosphäre ermöglicht hätte.

[1] Die Studie wurde von Forschern aus den Niederlanden (Radboud University Nijmegen) und Frankreich (CEA, CNRS und der Evry-Val-d'Essonne-Universität), unter Beteiligung deutscher Wissenschaftler (Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen), durchgeführt.
[2] Nitrite-driven anaerobic methane oxidation by oxygenic bacteria - Nature: Veröffentlichung vom 25. März 2010 - doi: 10.1038/nature08883
[3] Das Genoscope-Institut ist das Institut für Genomik am CEA. Der Leiter des Instituts, Jean Weissenbach, wurde 2008 mit der Goldmedaille des CNRS gewürdigt.

Kontakte:
- Priscilla Dacher (CNRS - Presse) - Tel: +33 1 44 96 46 06 - E-Mail: priscilla.dacher@cnrs-dir.fr
- Damien Larroque (CEA) - Tel: +33 1 64 50 20 97 - E-Mail: damien.larroque@cea.fr
- Denis Le Paslier (CNRS) - Tel: +33 1 60 87 25 98 - E-Mail: denis@genoscope.cns.fr

Quellen:
- Pressemitteilung des CNRS - 25.03.2010
- Bulletin Electronique France 240 - 30.03.2010
- Pressemitteilung des MPI-Bremen - 24.03.2010

Redakteur: Julien Sialelli, julien.sialelli@diplomatie.gouv.fr

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