Geheimnis um wichtiges Bakterium gelüftet

Das Bakterium Clostridium kluyveri , vor 70 Jahre entdeckt und berühmt geworden, aber in seinem Wesen erst jetzt verstanden: Forscher der Philipps-Universität Marburg, des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie Marburg und der Georg-August-Universität Göttingen entschlüsselten das Genom von Clostridium kluyveri und konnten durch die Sequenzinformation und flankierende Untersuchungen das Geheimnis lüften, wie es dieses Bakterium schafft, aus Alkohol Wasserstoff zu produzieren und davon zu leben.

Auf den ersten Blick scheinen thermodynamische Gesetze verletzt zu werden. „Was entdeckt wurde, könnte man als eine biologische Gleitkupplung bezeichnen“, erklärt der Marburger Mikrobiologe Prof. Dr. Wolfgang Buckel. „Eine thermodynamisch günstige Reaktion läuft ab, in diesem Fall die Buttersäuresynthese. Über ein Flavoprotein-Relay nimmt sie die thermodynamisch ungünstige Wasserstoffentwicklungsreaktion mit.“ „Das ist ein neuartiges Prinzip, um thermodynamisch ungünstige Reaktionen zum Laufen zu bringen", betont Prof. Dr. Rolf Thauer vom Max Planck Institut für terrestische Mikrobiologie in Marburg.

C. kluyveri wurde von dem amerikanischen Mikrobiologen H. A. Barker 1937 aus dem Schlamm eines Kanals in Delft (Niederlande) isoliert. In Berkeley (Kalifornien) war dieses Bakterium in den 1950er Jahren dann das Modell für die Untersuchung von Fettsäuresynthese und -abbau und davon lernten alle, die sich mit diesen Vorgängen in der Leber befassten. "Nach so vielen Jahren wissen wir nun endlich, woher dieses Bakterium, über das es Hunderte von wissenschaftlichen Veröffentlichungen gibt, seine Stoffwechselenergie bezieht", sagt Prof. Gerhard Gottschalk (Göttingen).

Als Clostridium hat C. kluyveri einiges gemeinsam mit seinen Artverwandten C. tetani (Wundstarrkrampferreger) und C. botulinum (Verursacher von Fleischvergiftungen), es ist jedoch nicht pathogen, besitzt aber überraschenderweise vier Gengruppen, die für so genannte Polyketide kodieren. Das könnten durchaus antibiotisch wirksame Substanzen sein, eine Frage, die durch weitere Untersuchungen zu klären sein wird.

Die Publikation erscheint am 15. Januar in der Onlineausgabe der PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Wolfgang Buckel
Fachbereich Mikrobiologie, Philipps-Universität Marburg
Karl-von-Frisch-Str. 8, 35043 Marburg
Tel. 06421 / 28-21527, E-Mail: buckel@staff.uni-marburg.de
http://www.uni-marburg.de/fb17/fachgebiete/mikrobio/mikrobiochem

Prof. Dr. Rolf Thauer
Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie
Karl-von-Frisch-Str. 1, 35043 Marburg

Prof. Dr. Gerhard Gottschalk
Institut für Mikrobiologie und Genetik, Georg-August-Universität Göttingen
Grisebachstr. 8, 37077  Göttingen