Tiefseekorallen als Heimat winziger Bakterien mit extrem reduziertem Genom entdecken

BerlinEin Forscherteam aus Deutschland und den USA, unter der Leitung von Professorin Iliana Baums und Dr. Samuel Vohsen, hat zwei neue Bakterienarten im Tiefseekorallenriff des Golfs von Mexiko entdeckt. Diese Bakterien sind besonders, da sie zuvor unbekannt waren und über deutlich kleinere Genome als üblich verfügen. Sie gehören zur Klasse der Mollicutes, die oft mit Parasiten in Verbindung gebracht wird. Diese Entdeckung hat eine neue Familie in dieser Klasse hervorgebracht, die als Oceanoplasmataceae bezeichnet wird.

Die Bakterien Oceanoplasma callogorgiae und Thalassoplasma callogorgiae sind bemerkenswert, da sie eine außergewöhnlich geringe Anzahl an Genen besitzen.

Mikroben, die nur Arginin nutzen – ein Rätsel der Anpassung im Energiemangel

Diese Mikroben sind faszinierend, weil sie im Gegensatz zu den meisten Lebewesen keine Kohlenhydrate zur Energiegewinnung verwenden können. Stattdessen sind sie ausschließlich auf die Aminosäure Arginin angewiesen, die sie vom Wirt, dem Korallenpolypen, beziehen. Obwohl der Abbau von Arginin ihnen nur sehr wenig Energie liefert, schaffen es diese Bakterien dennoch zu überleben und gut zu gedeihen. Diese Situation wirft die Frage auf, welche grundlegenden Stoffwechselbedürfnisse und Anpassungen notwendig sind, um in energierarmen Umgebungen zu überleben.

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Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung, da sie unser Verständnis davon, wie Lebewesen in herausfordernden Umgebungen zusammenarbeiten, verändert. Die genaue Natur dieser Beziehung ist noch nicht vollständig erforscht. Es scheint, dass diese Bakterien essenzielle Nährstoffe von den Korallen erhalten, aber sie könnten auch den Korallen helfen, Nährstoffe aufzunehmen oder sie vor Krankheiten zu schützen.

Tiefseekorallen haben spezielle Anpassungen entwickelt, um in Gebieten mit wenig Licht und Nährstoffen zu überleben. Im Gegensatz zu tropischen Korallen, die von Algen unterstützt werden, könnten diese Korallen auf Bakterien angewiesen sein, um Nährstoffe zu erhalten. Eine Möglichkeit besteht darin, dass Bakterien Arginin abbauen, um Stickstoff bereitzustellen, was den Korallen beim Überleben helfen könnte.

Die Forscher entdeckten, dass Bakterien in Korallen CRISPR/Cas-Systeme nutzen, die normalerweise für die Genbearbeitung bekannt sind. Diese Systeme könnten den Bakterien helfen, die Korallen vor schädlichen Keimen zu schützen. Das deutet darauf hin, dass die Bakterien mehr tun, als den Korallen zu schaden. Sie könnten das Verteidigungssystem der Korallen unterstützen, was auf eine vorteilhafte Beziehung hindeutet.

Professorin Baums erforscht, wie Korallen in unterschiedlichen Umgebungen überleben können. Sie ist der Meinung, dass bestimmte Bakterien entscheidend sind, um zu verstehen, wie Korallen sich entwickeln und anpassen. Die in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen durchgeführte Studie könnte wichtige Erkenntnisse über grundlegende genetische Mechanismen und das Überleben von Korallen in der Tiefsee in Verbindung mit diesen Bakterien liefern.