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„Conan“ als Sanierungshelfer

Strahlenresistente Mikrobe zum biologischen Abbau von radioaktivem Müll gesucht...

Das Rätsel um die extreme Widerstandsfähigkeit von Deinococcus beschäftigt Genetiker und Mikrobiologen nun schon seit Jahren, und noch immer ist es den Forschern nicht gelungen, der Mikrobe das Geheimnis ihrer Resistenz vollständig zu entreissen. Immerhin ist die Sequenzierung und anschließende Entschlüsselung des Genoms des Bakteriums inzwischen soweit fortgeschritten, dass rund zwei Drittel der Gene und der Funktionen, die sie codieren, bekannt sind. Damit rücken Überlegungen, wie man die fantastischen Fähigkeiten der „Rekordmikrobe“ nutz- und gewinnbringend nutzen könnte, immer stärker in den Vordergrund.

Radioaktiver Abfall © DOE

Eines der wichtigsten Einsatzgebiete, für die Deinococcus wie gerufen scheint, ist die biologische Sanierung von verseuchten Böden. Allein in den USA gibt es mehr als 3.000 Areale, die durch Atomwaffenindustrie und Reaktorentwicklung radioaktiv belastet hinterlassen wurden. Viele von ihnen enthalten einen hochgiftigen Cocktail aus organischen Giften, Schwermetallen und radioaktiven Elementen wie Uran und Plutonium. Die konventionelle Sanierung dieser Standorte würde nicht nur hunderte von Milliarden Dollar kosten, sondern auch Jahrzehnte dauern. Die biologische Sanierung mithilfe von resistenten Organismen könnte hier eine erheblich billigere und schnellere Lösung sein.

Doch alle bisherigen Versuche waren nur bedingt erfolgreich: Zwar kennt man mittlerweile eine ganze Reihe von Organismen, die toxische Verbindungen abbauen oder Schwermetalle so immobilisieren, dass sie nicht mehr ins Grundwasser ausgewaschen werden, aber sie alle haben eine entscheidende Schwäche: „Sie sind sensibel gegenüber radioaktiver Strahlung. Wenn es um den Abbau von radioaktiven Abfällen geht, werden alle diese Organismen unweigerlich getötet,“ erklärt der Mikrobiologe Michael Daly.

In dieser Zwickmühle kommt „Conan das Bakterium“ den Wissenschaftlern gerade recht. Es übersteht nicht nur extrem hohe Strahlendosen unbeschadet, sondern scheint auch gegen die meisten „gängigen“ Gifte resistent zu sein. Experimente haben gezeigt, dass Deinococcus auf Toluenen und ähnlichen toxischen Verbindungen auch dann noch wächst und sich vermehrt, wenn es einer ständigen Strahlung von rund 6.000 rads pro Stunde ausgesetzt ist – dem sechs bis zwölffachen der für Menschen tödlichen Dosis.

Allerdings hat die Sache noch einen Haken: Deinococcus findet solche Giftstoffe in der Regel nicht unbedingt „schmackhaft“. Unter normalen Umständen baut das Bakterium sie daher nicht oder nur in sehr geringen Mengen ab und ist daher für eine biologische Sanierung zu ineffektiv. Daly und sein Team haben daher Teile des Genoms eines anderen, Toluen-verzehrenden Bakteriums, in das Erdgut von Deinococcus eingeschleust. Die bisherigen Ergebnisse dieser genetischen Veränderung sind zwar ermutigend, von einem genetisch perfektionierten, für die biologische Sanierung maßgeschneiderten „Superbug“ sind die Forscher allerdings noch weit entfernt…

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Stand: 26.05.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Extremophile
Grenzgänger im Reich der Kleinsten

Überlebenskünstler unter den Mikroben
Dem Geheimnis der Extremophilen auf der Spur

Who's Who der Extremophilen
Rekordhalter in der Welt der kleinsten Wesen

Brodelndes Inferno statt lauer Ursuppe?
Am Beginn der Evolution steht ein Fragezeichen

Arche Noah unter der Erde?
Sind Extremophile die letzten Überlebenden der Urorganismen?

Manche mögen's heiß...
Die Entdeckung einer biologischen Unmöglichkeit

Wo sind die Grenzen des Lebens?
Rätsel um die Tricks der Thermophilen

Thermophile als CO2-Filter
Wenn Algen in Schornsteinen wachsen...

Thermus aquaticus und die PCR
Späte Biotech-Karriere eines "Wunderorganismus"

"Conan" das Bakterium
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Leben in Säure und Schwermetallen

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