Alkan-Fresser aus Borkum: Wie Mikroben Ölverschmutzungen bekämpfen

Bakterium produziert „Bio-Spüli“, um Öl zu verdauen — Universität Bonn

Das Bakterium Alcanivorax borkumensis, auch bekannt als Alkan-Fresser, spielt eine entscheidende Rolle im Abbau von Kohlenwasserstoffen, die in Erdöl vorkommen. Besonders nach Tankerunfällen zeigt sich die Fähigkeit dieser Mikroorganismen, sich schnell zu vermehren und damit zur Reduzierung von Ölverschmutzungen in marine Ökosystemen beizutragen. Ihr Lebensraum im Meer ermöglicht ihnen, sich von diesen energiereichen Verbindungen zu ernähren, die dort natürlich vorkommen.

Eine besondere Herausforderung für das Bakterium stellt die Tatsache dar, dass Öl und Wasser sich nicht miteinander vermischen. Um dennoch Zugang zu seiner Nahrungsquelle zu erhalten, hat sich A. borkumensis auf chemische Hilfsmittel spezialisiert. Es produziert ein Detergens, ein natürliches Spülmittel, das aus einer speziellen Verbindung von Aminosäuren und Zucker-Fettsäuren besteht. Diese Moleküle besitzen sowohl wasserlösliche als auch fettlösliche Anteile, was es den Bakterien ermöglicht, an der Grenzfläche zwischen Wasser und Öl zu agieren und dort Biofilme zu bilden.

Die genaue Synthese des Detergens war bisher nicht vollständig verstanden. Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger hat das Genom des Bakteriums analysiert und dabei spezifische Gencluster identifiziert, die an der Herstellung des Detergens beteiligt sind. Durch Experimentieren konnten sie zeigen, dass Bakterien mit abgeschalteten Genen des Cluster deutlich schlechter mit Öltröpfchen interagierten, was ihr Wachstum beeinträchtigte.

Jiaxin Cui, eine Doktorandin der Universität Bonn, hat den Syntheseprozess weiter aufgeklärt. Sie konnte nachweisen, dass drei Enzyme erforderlich sind, um das Detergens Schritt für Schritt zu bilden. Diese Entdeckung könnte nicht nur das Verständnis des natürlichen Abbaus von Ölverschmutzungen erweitern, sondern auch biotechnologische Anwendungen ermöglichen. Bakterien wie A. borkumensis könnten als Grundlage für die Entwicklung neuer Bakterienstämme dienen, die sich besonders gut für die biotechnologische Nutzung von Kohlenwasserstoffen eignen.

Insgesamt ist die Forschung an A. borkumensis von hoher Relevanz, da sie die Möglichkeiten aufzeigen könnte, wie natürliche Detergenzien in der Industrie eingesetzt werden können. Dies könnte sowohl ökologische als auch wirtschaftliche Vorteile mit sich bringen, indem nachhaltige Methoden zur Verwendung von Kohlenwasserstoffen gefördert werden.