Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum

Einzellige Urform des Sehens

  • Kolonien von Halobacterium salinarum mit unterschiedlichen Mengen Gasvesikel und Farbstoffen (Bacterioruberin und Bacteriorhodopsin) © Felicitas Pfeifer, DarmstadtKolonien von Halobacterium salinarum mit unterschiedlichen Mengen Gasvesikel und Farbstoffen (Bacterioruberin und Bacteriorhodopsin) © Felicitas Pfeifer, Darmstadt
  • Kolonien von Halobacterium salinarum mit unterschiedlichen Mengen Gasvesikel und Farbstoffen (Bacterioruberin und Bacteriorhodopsin) © Felicitas Pfeifer, Darmstadt
  • Bacteriorhodopsin aus der Zellhülle von Halobacterium salinarum wechselt bei Belichtung seine Farbe und transportiert Wasserstoff-Ionen – Eigenschaften, die für technische Verwendungen nutzbar sind. © MPG / Wolfgang Filser

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind. 

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an hohe Salzkonzentrationen. Der Mikroorganismus wächst in Salinen und Salzlaken, die er rot-violett färbt. Dank spezieller Kanalproteine in der Zellhülle kann H. salinarum seinen Salzgehalt an die äußeren Bedingungen anpassen. Sogar in Salzkristallen überlebt es hunderte von Jahren.

Vorläufer unseres Sehsystems
Pigmente in der Zellmembran sind für die Rotfärbung verantwortlich – und für eine besondere Art der Photosynthese, die Licht in für die Zelle verwertbare Energie umwandelt. Die Entdeckung des dafür wichtigen Bacteriorhodopsins aus H. salinarum gelang dem Biochemiker Dieter Oesterhelt 1971. Das Faszinierende daran: ein vergleichbares Rhodopsin ist in unserem Auge für den Sehvorgang verantwortlich. Die Evolution der molekularen Grundlage unseres Sehsinns hat vermutlich seine Wurzeln in uralten Mikrobenformen.

Lichtschalter für neue Heilmethoden
Aus der Entdeckung des Bacteriorhodopsins von Halobacterium salinarum hat sich mittlerweile ein ganz eigenständiges Forschungsfeld entwickelt: die Optogenetik. Rhodopsine werden heute als molekulare „Lichtschalter“ eingesetzt, um so gezielt das Verhalten von Nervenzellen zu untersuchen und zu steuern. Erste Erfolge deuten darauf hin, dass neuronale Defekte damit in Zukunft behandelbar sein könnten, beispielsweise Netzhauterkrankungen, Parkinson oder Epilepsie.
 

Weitere Informationen: www.mikrobe-des-jahres.de

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