Enscellulær original form for vision

Halobacterium salinarum er mikroben af ​​året 2017

Slående rød farve: Halobacterium salinarum er årets mikrobe © Felicitas Pfeifer
læst op

Røde mynte med potentiale for videnskab: Mikroben Halobacterium salinarum kan overleve ekstreme saltkoncentrationer og få fjerdragten af ​​flamingoer til at skinne. Arten er dog først og fremmest kendt for en anden egenskab: den har prototypen på et protein, der er vigtigt for menneskets syn - denne opdagelse var fødslen af ​​et helt nyt forskningsfelt. Nu er H. salinarum udnævnt til mikrob af året 2017.

For præcis 100 år siden blev det opdaget: Da den tyske mycolog Heinrich Kleban knivstakk en saltet havfisk med en nål i januar 1917 og overførte den til fast næringsstof, voksede der få uger senere røde kolonier af en "saltbakterie" der. Dets videnskabeligt korrekte navn er Halobacterium salinarum.

Mikroen er en af ​​de mest originale livsformer og er en af ​​Archeen - små organismer, der ligner bakterier, men faktisk er tæt knyttet til planter og dyr. Archeen er ofte tilpasset usædvanlige levesteder, såsom varme kilder, ekstremt sure vand eller steder uden ilt.

Rødt og salt

Også H. salinarium elsker ekstremiteterne: Arten vokser i saltpander og saltlage og er perfekt tilpasset til høje saltkoncentrationer. Deres overlevelses trick: Specielle kanalproteiner i cellehylsteret tillader H. salinarum at tilpasse dets saltindhold til de ydre forhold. På denne måde overlever den hundreder af år, selv i saltkrystaller.

Da mikroberne indeholder røde farvestoffer, får de saltsøer til, og havsaltplanter vises rødviolette. De såkaldte carotenoider akkumuleres også i fødekæden: små saltkrebs spiser mikroorganismerne, herunder farvestofferne indeholdt deri. Flamingoerne lever på sin side krabberne, så deres fjerdragt bliver lyserødt. udstilling

Bakteriorhodopsin fra cellehylsteret fra H. salinarum ændrer farve ved eksponering. © MPG / Wolfgang Filser

Forløber for vores visuelle system

Biokemisten Dieter Oesterhelt opdagede et fascinerende træk ved røde mikroorganismer i 1971: mikroberne indeholder bakteriorhodopsin. Dette membranprotein absorberer lys og bruger det til en speciel type fotosyntese til at generere energi til cellernes stofskifte. Farven på bakteriorhodopsin ændres fra lilla til gul.

Den specielle ting ved det: En sammenlignelig rhodopsin er ansvarlig for den visuelle proces i vores øje. Udviklingen af ​​det molekylære grundlag for vores synssyn har derfor sandsynligvis sine rødder i denne gamle mikrobeform.

Lysafbryder til ny forskning

Opdagelsen af ​​bakteriorhodopsin fra Halobacterium salinarum har åbnet et helt nyt forskningsfelt: optogenetik. Rhodopsins bruges nu som molekylære "lysafbrydere" til specifikt at undersøge og kontrollere opførsel af nerveceller. Indledende succeser antyder, at neuronale defekter måske kan behandles i fremtiden.

Men årets mikrobe tilbyder endnu mere specielle egenskaber: Den regulerer dens celletæthed ved hjælp af gasvesikler, der er fyldt med luft og lukket af en vandtæt proteinskal. Som en dykker kan Halobacterium således flyde i visse vanddybder og søge passende ilt- og lysforhold.

I disse vandlag kan det også svømme rundt: Takket være et drev med lange Forts tzen skrues det på princippet om en propell gennem z Salzhe-saltopløsningen. Archaea opfandt sin egen molekylære rotationsmotor, som tilfældigt kan ændre rotationsretningen og dermed orienteringen af ​​cellen som respons på et cellesignal.

(Association of Biology, Biosciences and Biomedicine in Germany eV, 23.01.2017 - DAL)