Was haben Kühe und Bakterien gemeinsam?

Die Natur hat erstaunliche Fähigkeiten. Es ist nicht verwunderlich, dass der Mensch eine lange Geschichte hat, in der er gelernt hat, diese Fähigkeiten zu nutzen. Betrachten Sie die Kuh. Eine Rinderkuh, die eher wegen ihres Fleisches als wegen ihrer Milch geschätzt wird, produziert etwa 4 Liter Milch pro Tag. Diese Milchproduktionskapazität ist wahrscheinlich ähnlich wie die des Vorfahren der Kuh, des Auerochsen. Die gezüchtete Milchkuh kann jedoch beeindruckende 40-60 Liter pro Tag produzieren. Dies ist ein klassisches Beispiel dafür, wie der Mensch das Genom der Milchkuh (durch selektive Zucht) verändert hat. Wie ist das mit Bakterien? Warum sollte dieser Ansatz nicht auch bei Bakterien funktionieren? Ist es möglich, Bakterien zu züchten-sie für unsere Bedürfnisse zu zähmen? Bakterien sind so klein, dass es für das bloße menschliche Auge unmöglich ist, sie zu sehen. Ist das also Science Fiction oder tatsächlich machbar?
Tatsächlich haben sich Menschen die Fähigkeiten von Bakterien zunutze gemacht, lange bevor sie sich ihrer Existenz bewusst waren. Der erste Mensch, dem die Entdeckung von Bakterien zugeschrieben wird, war Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723). Von da an dauerte es fast 200 Jahre, bis sie von dem Chirurgen Ignaz Semmelweis (1818-1865) als Ursache von Infektionskrankheiten nachgewiesen wurden. Das öffentliche Bewusstsein für die Bedeutung von Mikroorganismen entstand erst durch die Lebenswerke von Menschen wie Louis Pasteur (1822-1895), Robert Koch (1843-1910) und Joseph Lister (1827-1912). Doch schon lange vor dem Aufkommen der modernen Wissenschaft nutzten Menschen Bakterien, um Joghurt, Käse, Essig und andere fermentierte Lebensmittel herzustellen.

Heutzutage werden Bakterien zur Herstellung von Antibiotika, Methan, Ethanol, Aminosäuren, Vitaminen, Pigmenten (Farbstoffen), Insulin und einer ganzen Reihe von pharmazeutischen Produkten verwendet. Einige dieser Produkte werden auf natürliche Weise hergestellt. Die nebenstehenden Fotos zeigen Bakterien unter Hellfeld (links), und rechts die Bakterien fluoreszieren grün unter UV-Licht. Das fluoreszierende Material ist ein bakteriell produziertes Biopolymer namens Curdlan. Das Bakterium, welches das Curdlan produziert, ist ein Agrobakterium. Curdlan wird aus Agrobakterien gewonnen und als Geliermittel in der Lebensmittel-, Bau-und Pharmaindustrie eingesetzt.

So klein sie auch sein mögen, Bakterien haben erstaunliche Produktionskräfte. Es wird gerade erst begonnen, ihr volles Potenzial zu entdecken. Man kann vielleicht mit Fug und Recht behaupten, dass Bakterien die am wenigsten erforschte Lebensform auf unserem Planeten sind. Interessanterweise sind sie zahlenmäßig eindeutig die erfolgreichste Lebensform (wenn man die Viren nicht mitzählt). Dieser Erfolg kann auf mehrere Faktoren zurückgeführt werden, nicht zuletzt auf ihre effiziente Produktionskraft. Aus diesem Grund ist die Forschung an Bakterien sehr vielversprechend, um Lösungen für aktuelle Probleme zu finden. Es ist wahrscheinlich, dass wir Menschen nur die “Spitze des Eisbergs” in Bezug auf das Potenzial von Bakterien gesehen haben. Um diese Ressource nutzbar zu machen, muss der Mensch sie jedoch verstehen. Der Schlüssel zum Verständnis von Bakterien ist, zu lernen, wie sie überleben. Zum Beispiel regulieren Bakterien ihr eigenes Verhalten durch Kommunikation mit umliegenden Bakterien. Diese Kommunikationsfähigkeit steuert ihr soziales Verhalten, wie z.B. die Bewegung in Schwärmen auf der Suche nach Nahrung oder die Bildung von Strukturen wie Biofilme zum Schutz. Zu wissen, wie ihre DNA ihre Überlebensstrategien bestimmt, bedeutet, dass wir wissen können, wie wir ihre DNA verändern können, um ihr Verhalten neu zu programmieren. Anstatt sich auf das Überleben zu konzentrieren, werden sie darauf programmiert, Waren für den Menschen zu produzieren. Dadurch werden sie schlechter im Überleben, aber besser im Produzieren, wie die moderne Melkkuh. Auf diese Weise können Bakterien gezähmt werden.

Contact

Are you interested in helping to solve a major problem of the world?
Do you have any questions or comments?
Then please contact me.
I welcome your ideas or questions.

 

 matthew.mcintosh@mikro.bio.uni-giessen.de

 

Tel.: +49 (0)641 99-35557

Kontakt

Sind Sie daran interessiert, an der Lösung eines großen Problems der Welt mitzuwirken?

Haben Sie Fragen oder Anregungen?

Dann nehmen Sie bitte Kontakt mit mir auf.

Ich freue mich über Ihre Ideen oder Fragen.

 

matthew.mcintosh@mikro.bio.uni-giessen.de

Tel.: +49 (0)641 99-35557