Überlebenskünstler – Besonderheiten von Halobakterien aus permischem Salz

Vor rund 200 bis 250 Millionen Jahren entstanden durch die Verdunstung des großen Zechsteinmeeres zahlreiche Salzablagerungen, die in Österreich noch heute – z. B. im Salzbergwerk Bad Ischl – abgebaut werden. In diesen Salzsedimenten finden sich Mikroorganismen, deren Alter auf Millionen Jahre geschätzt wird. Wie können sich derartige Mikroorganismen so lange lebensfähig halten, noch dazu in einer so lebensfeindlichen Umgebung? Helga Stan-Lotter vom Institut für Genetik und Allgemeine Biologie der Universität Salzburg untersucht und züchtet, unterstützt vom FWF, Halobakterien unterschiedlicher geographischer Herkunft. Ihre Ergebnisse sind unter anderem auch für die Raumfahrt von zentralem Interesse, weil auch auf anderen Planeten Hinweise für Salzvorkommen vorhanden sind und theoretisch die Möglichkeit besteht, dass z. B. am ars zumindest bakterielles Leben gefunden werden kann.

Helga Stan-Lotter kooperiert mit den Salinen Austria, die bei Sprengungen zur Erweiterung ihrer unterirdischen Salztunnel stets „frische“ Proben aus 600-700 Meter Tiefe liefern und die auch Bohrkerne von Versuchsbohrungen zur Aufspürung weiterer Salzquellen für die Forschung zur Verfügung stellen. „Dies sind äußerst interessante Proben – kein Mensch hat sie je vorher berührt – sterile Bedingungen sind daher absolute Pflicht, um eine Kontamination z. B. mit jetztzeitlichen Bakterien zu vermeiden“, erklärt Stan-Lotter. Da eines ihrer Projektziele die gründliche Untersuchung der mikrobiellen Populationen in den Salzsedimenten unterschiedlicher geographischer Regionen ist, arbeitet sie vergleichend mit Proben aus Salzablagerungen in Österreich, Deutschland, England und aus der Salado-Formation in New Mexico und Texas. Wichtig ist, dass sie von gleichem Alter sind, also aus dem Perm, dem jüngsten Teil des Erdaltertums, stammen. Ein weiteres Ziel ist die Isolierung und Kultivierung dieser Bakterien und die Feststellung, ob die gefundenen Arten alle kultivierbar sind und ob sie mit bekannten Halobakterien verwandt sind.

Neue Arten entdeckt
Die untersuchten Salzproben enthalten unerwartet viele verschiedene Arten von Halobakterien. Stan-Lotter hat auch zwei neue, kokkenförmige Arten gefunden und isoliert, die heutigen Bakterien zwar ähnlich sind, aber bisher noch von niemandem beschrieben wurden. „Das ist bereits ein erster Hinweis darauf, dass diese Bakterien tatsächlich so lange überleben können“, erläutert Stan-Lotter. „Wir hoffen, sie molekularbiologisch untersuchen zu können.“ Aufgeklärt werden sollen auch die Strategien für die Langzeit-Lebensfähigkeit dieser Organismen. Stan-Lotter: „Vielleicht finden wir ‚Konservierungs-Moleküle’, deren Eigenschaften wir uns nutzbar machen könnten.“ In Modellsystemen werden daher geeignete Halobakterien auf ihre Reaktion auf Hungerbedingungen untersucht und ihre Überlebensfähigkeit in Abwesenheit von Energie- und Nahrungsquellen festgestellt. „Unsere Ergebnisse sind nicht nur für uns interessant. Da Salzvorkommen auf dem Mars bereits nachgewiesen sind, stellt sich auch für NASA und ESA die Frage, ob Mikroorganismen in diesem Salz auch extraterrestrisch so lange lebensfähig sein könnten“, so Stan-Lotter.
Univ.-Prof. Dr. Helga Stan-Lotter
Institut für Genetik und Allgemeine Biologie, Universität Salzburg
Tel.: 0662 8044 5756