Neu entdecktes Myxobakterium in Cyanobakterien-Gemeinschaft zeigt fotosynthetische Fähigkeiten
Eine Forschungsgruppe des Leibniz-Instituts DSMZ hat die sogenannte Cyanosphäre, das mikrobielle Zusammenleben von Cyanobakterien, detailliert analysiert. Ziel war es, bislang unbekannte Begleitbakterien zu identifizieren, die wesentlich zur Vitalität der Cyanobakterien beitragen. Im Fokus steht dabei ein neu entdecktes Myxobakterium, das erstmals Fotosynthese betreiben kann. Die Ergebnisse wurden in den Fachzeitschriften Environmental Microbiology Reports und ISME Communications veröffentlicht.
Analyse des Mikrobioms von Cyanobakterien
Im Rahmen der Studie wurden über 30 Kulturen des marinen, fadenförmigen Cyanobakteriums Coleofasciculus untersucht, das als bedeutender Primärproduzent in Gezeitenzonen eine wichtige Rolle für den Küstenschutz spielt. Da viele Begleitbakterien nicht in Reinkultur isolierbar sind, nutzten die Wissenschaftler moderne molekularbiologische Verfahren. Professor Jörn Petersen erläutert, dass die Hochdurchsatz-Sequenzierung des vollständigen 16S-rRNA-Gens inklusive der ITS-Region sowie Metagenomik die zentralen Methoden zur umfassenden Charakterisierung dieser komplexen mikrobiellen Gemeinschaften darstellen.
In der Kultur von Coleofasciculus sp. WW12 konnten mehr als 70 verschiedene Begleitbakterienarten identifiziert werden. Die Genomdaten deuten darauf hin, dass über 60 dieser Arten bislang wissenschaftlich unbekannt sind. Erste Vertreter dieser neuen Arten konnten bereits erfolgreich kultiviert werden.
Besondere Aufmerksamkeit gilt dem neu entdeckten Myxobakterium Candidatus Photomyxococcus marinus gen. nov., sp. nov. Myxobakterien sind bekannt für die Produktion biotechnologisch und medizinisch relevanter Stoffwechselprodukte und ernähren sich üblicherweise von anderen Mikroorganismen. Dieses neu identifizierte Bakterium besitzt jedoch das vollständige Genrepertoire zur Durchführung von Fotosynthese, was es weltweit zum ersten kultivierten phototrophen Myxobakterium macht. Die Doktorandin Pia Marter betont, dass die Gründe für diese zweite Energiegewinnungsstrategie Gegenstand weiterer Untersuchungen sind. Parallel wird versucht, das Myxobakterium in Reinkultur zu isolieren, um seine Eigenschaften besser erforschen zu können.
Die Cyanosphäre als Quelle unerkannter Biodiversität
Cyanobakterien, früher als Blaualgen bezeichnet, sind global verbreitet und besiedeln vielfältige Lebensräume. Aufgrund ihrer Fähigkeit zur Lichtnutzung und Sauerstoffproduktion standen sie lange im Fokus botanischer Forschung und haben auch in der Mikrobiologie eine besondere Bedeutung. Die meisten isolierten Cyanobakterienkulturen enthalten eine Vielzahl unbekannter Begleitbakterien, deren wissenschaftliche Beschreibung nicht zwingend eine Reinkultur erfordert.
Die DSMZ bewahrt cyanobakterielle Isolate und deren Begleitflora als wertvolle biologische Ressource. Professor Petersen hebt hervor, dass es gelungen ist, die Begleitbakterien über längere Zeiträume stabil zu kultivieren, wodurch diese Gemeinschaften als eine Art „Zeitkapsel“ des ursprünglichen Ökosystems fungieren. Die DSMZ stellt Forschenden weltweit das Mikrobiom von Coleofasciculus als Konsortium zur Verfügung, wobei einige Begleitbakterien bereits als Reinkulturen erhältlich sind.
Kontakt und Hintergrundinformationen
- Pressekontakt DSMZ: PhDr. Sven-David Müller, Tel.: 0531/2616-300, E-Mail: press@dsmz.de
- Leibniz-Institut DSMZ: Die weltweit umfangreichste Sammlung biologischer Ressourcen mit Fokus auf Mikroorganismen und Zellkulturen. Das Institut betreibt Sammlung, Forschung und Archivierung und ist seit 1969 ein globaler Partner für Wissenschaft und Industrie.
- Leibniz-Gemeinschaft: Ein Verbund von 96 unabhängigen Forschungseinrichtungen, der interdisziplinäre Forschung betreibt und den Wissenstransfer zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft fördert.
Literaturhinweise
- Marter P. et al. (2025): Hochauflösende Analyse des Coleofasciculus-Mikrobioms mittels vollständiger 16S-rRNA- und ITS-Sequenzierung. Environmental Microbiology Reports, 17: e70066. DOI: 10.1111/1758-2229.70066
- Marter P. et al. (2026): Mikrobiom mariner Cyanobakterienmatten – taxonomische Neuheiten und phototrophe Diversität. ISME Communications, 6: ycag041. DOI: 10.1093/ismeco/ycag041
- Petersen J. (2025): Verborgene Vielfalt in Kultur: das Mikrobiom der Cyanobakterien. Biospektrum, 31: 518–521. DOI: 10.1007/s12268-025-2533-6
- DSMZ-Katalog: Coleofasciculus-Mikrobiom
