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Das Midas-Bakterium

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 27.02.2013 16:12

Es war unüberlegt, als sich der phrygische König Midas vom Gott Dionysos wünschte, dass alles, was er berühre, zu Gold würde: Nicht nur, dass er so seine eigene Tochter tötete, er konnte auch selbst weder essen noch trinken. Was dem mythischen Monarchen nicht gelang, scheint ein Bakterium im wirklichen Leben gemeistert zu haben: Delftia acidovorans kann auf Gold leben - eine große Kunst, denn im Nanometer-Maßstab wandelt Gold seinen Charakter. Das in größeren Dimensionen so träge Edelmetall wird auf einmal sehr reaktiv und wirkt daher giftig auf Lebewesen.

Ein Gold-Nugget. (Bild: Flickr/Lance Johnson)"Delftia acidovorans gehört zu den einzigartigen Bakterien, die in einer der harschesten Umgebungen auf dem Planeten überleben können. Schließlich gibt es um ein Goldnugget herum eine erhöhte Konzentration von gelöstem Gold", erklärt Nathan Magarvey von der McMaster University in Hamilton, Ontario, "gelöstes Gold ist aber für Lebewesen toxisch, trotzdem bildet Delftia darauf Biofilme." Er und seine Kollegen fanden heraus, dass dieses Bakterium auf Chemie setzt, um sich zu schützen: Sobald es das giftige, gelöste Gold in seiner Umgebung wahrnimmt, setzt es ein Protein frei, das die Ionen in eine ungefährliche, weil neutrale Form überführt.

"Dieses kleine Molekül, ein Protein namens Delftibactin, packt sich sozusagen ein Goldion und bildet damit einen Komplex. Das gelöste Gold wird dabei reduziert, und es fällt als harmloser Nanopartikel aus der Lösung aus", sagt Magarvey. So verhindert Delftia acidovorans, dass die gefährliche Form des Edelmetalls in seine Zellen gelangt. Stattdessen sammeln sich Gold-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 25 bis 50 Nanometer in winzigen Wällen um die Bakterien herum an.

Diese Technik macht Delftia einzigartig - jedenfalls nach derzeitigem Kenntnisstand. Zwar leben auch einige wenige andere Bakterien auf der Oberfläche von Gold. Allerdings verfolgen diese Arten eine etwas riskantere Strategie, um mit dem gelösten Gold fertig zu werden: Sie verwandeln das gelöste Gift erst in ihrem Zellinneren in Nanopartikel. "Das Protein, mit dem Delftia acidovorans die Giftigkeit verringert, ist anscheinend einmalig", so Nathan Margarvey. Als er und seine Kollegen die Gensequenzen entfernten, die für die Produktion von Delftibactin zuständig sind, starben die Bakterien ab - es sei denn, die Forscher fügten der Petrischale das rettende Protein wieder zu.

Zum Ursprung des Delftins hat Nathan Magarvey eine Theorie: "Dieses Protein gleicht einem anderen, dass wir aus Bakterien kennen, die nicht auf Gold leben. Die brauchen es, um an das für das Wachstum notwendige Eisen zu kommen. Delftia acidovorans könnte es angesichts der Erfordernisse eines Lebens auf Goldoberflächen zum Schutzprotein umgewidmet haben." Die Biologie, so fügt der Forscher an, setze ihre Mittel vielfältig ein, um das Überleben zu sichern.

In der Technik jedenfalls könnte dem Bakterium oder seinem Protein nun eine neue Karriere offen stehen: Vielleicht eignet es sich als neues Agens in der Goldproduktion. Oder es gibt einen Biosensor ab, um in der Prospektion goldreiche Flüsse leichter erkennen zu können.