Crenothrix polyspora

Science
FOTO: BEIGESTELLT
„Trinkwasserbakterium“
lebt von Treibhausgas!
Wirkt
durch Methanabbau
der globalen Erwärmung entgegen –
der „Brunnenfaden“
Crenothrix
polyspora
D
Forschung
as Bakterium Crenothrix
polyspora, sein Auftreten in
Trinkwasseranlagen ist auch
heute noch problematisch, verwertet das Treibhausgas Methan und
verwendet dafür ein äußerst ungewöhnliches Protein. Dieser Zusammenhang wurde kürzlich von einem Forscherteam der Universität
Wien unter der Leitung von Michael Wagner und Holger Daims in Zusammenarbeit mit Wissenschaftern
Counteracts der Universität Aalborg und der
global
Technischen Universität Hamburgwarming
Harburg nachgewiesen.
through metAls Entdecker von Crenothrix
hane depleti- polyspora gilt der Begründer der
on: Crenothrix modernen Bakteriologie, Ferdinand
polyspora
Cohn. Er fand das Bakterium 1870
in Trinkwasserbrunnen und gab
ihm den Namen „Brunnenfaden“ –
ein Hinweis auf dessen Gestalt.
Tritt dieses in Massen auf, neigen
die Fäden zur Verklumpung, was
in der Folge zum Verstopfen der
Leitungsnetze führen kann. Das
Wasser wird durch das Bakterium
rot gefärbt. In der Vergangenheit
musste es daher unter großem
Aufwand
immer
wieder
aus
Trinkwassersystemen entfernt werden. Belegt sind z. B. Fälle aus Berlin
und Rotterdam, wo die Bakterien
noch an den Entnahmestellen der
Haushalte nachgewiesen wurden.
aqua press
INTERNATIONAL • 1/2006
“Drinking water
bacterium” feeds
on greenhouse gas!
T
he bacterium Crenothrix polyspora, which is
still infamous for its presence in drinking
water facilities, incorporates the greenhouse gas methane by using a highly unusual protein. This evidence has recently been established
by a team of researchers from Vienna University,
chaired by Michael Wagner and Holger Daims, in
collaboration with scientists from Aalborg University and Technische Universität HamburgHarburg. Ferdinand Cohn, renowned as the
founder of modern bacteriology, was the first to
discover Crenothrix polyspora. In 1870 he detected the bacterium in drinking water wells and
gave it the name “Brunnenfaden” (well filament),
hinting at its filamentous shape. When occurring
in large numbers, these filaments tend to form
lumps and may consequently clog up the piping
network. The bacterium manifests itself by giving
water a red colour. Therefore, serious repeated
efforts have gone into eliminating it from drinking water systems in the past. In some cases,
such as in Berlin and Rotterdam, the bacteria were even traced as far back as the household taps.
Any previous attempts to cultivate the bacterium in the lab to find out with what other
bacteria it is associated, what materials it feeds
on and why it tends to occur in large numbers
have failed. Molecular biologists have now managed to unveil these secrets by means of genetic probes (see aqua press 3/2005, p. 9 ff).
The bacterium in fact derives the energy on
which it thrives and the carbon essential for its
cellular substance from methane! “This ability it
shares with only few other hitherto investigated
micro-organisms,” explains Michael Wagner.
For this purpose, Crenothrix polyspora possesses
a special, previously unrecognised protein
which in this specific form does not occur in
any other living organism.This creates entirely
new insights into the evolutionary and biochemical history of methane-oxydising bacteria.
“We need to understand a lot more about these bacteria. As they incorporate the greenhouse
gas methane, they also help reduce the latter’s
concentration in the atmosphere, and this vitally counteracts global warming,” says Wagner.
Bislang ist es nie gelungen, den
Brunnenfaden im Labor zu züchten
und herauszufinden, mit welchen
anderen Bakterien er verwandt ist,
wovon er sich ernährt und warum
es zur Massenvermehrung kommt.
Die Molekularbiologie konnte nun
mittels Gensonden (vergl. aqua
press 3/05, S. 9 ff) diese Geheimnisse lüften. Die lebensnotwendige
Energie und den Kohlenstoff für
seine Zellsubstanz bezieht der
Brunnenfaden aus Methan! „Diese
Fähigkeit
haben
außer
ihm
nur wenige andere der bisher
erforschten Mikroorganismen“, erklärt Michael Wagner. Zu diesem
Zweck verfügt Crenothrix polyspora
über ein besonderes, bislang unerforschtes Protein, das in dieser
Form bei keinem anderen bekannten Lebewesen vorkommt.
Daraus ergeben sich völlig
neuartige Einblicke in die Evolution und Biochemie Methan verwertender Bakterien. „Ein besseres Verständnis dieser Bakterien ist von
besonderer Bedeutung, da die Verwertung des Treibhausgases Methan dessen Konzentration in der
Atmosphäre verringert und somit
der globalen Erwärmung entgegenwirkt“, so Wagner.
Die Ergebnisse dieser Studie sind seit
Anfang Februar in der Online-Ausgabe
der „Proceedings of the National
Academy of Science of the United States
of America“/PNAS – Early Edition
(www.pnas.org/papbyrecent.shtml)
nachzulesen. Sie werden anschließend in
der Druckausgabe der Fachzeitschrift
PNAS veröffentlicht.
Weitere Informationen:
Department für Mikrobielle Ökologie
der Fakultät für Lebenswissenschaften
an der Universität Wien
o. Univ.-Prof. Dr. Michael Wagner
Althanstr. 14, A-1090 Wien
Tel.: +43/1/4277-54 390
E-Mail: [email protected]
Internet: www.microbial-ecology.net
The results of this study were included in the
online edition of the “Proceedings of the
National Academy of Science of the United
States of America”/PNAS – Early Edition
(www.pnas.org/papbyrecent.shtml) and
have been available for download since the
start of February. Later they will also be
published in a printed version of PNAS.
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