{"id":266316,"date":"2019-10-04T11:59:20","date_gmt":"2019-10-04T10:59:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/?p=266316"},"modified":"2025-11-14T11:37:26","modified_gmt":"2025-11-14T10:37:26","slug":"neu-entdecktes-plasmid-schuetzt-meeresbakterien-vor-umweltverschmutzung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fachzeitungen.de\/fachbeitraege\/neu-entdecktes-plasmid-schuetzt-meeresbakterien-vor-umweltverschmutzung-10266316\/","title":{"rendered":"Neu entdecktes Plasmid sch\u00fctzt Meeresbakterien vor Umweltverschmutzung"},"content":{"rendered":"

\"optischeWissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Privatdozent Dr. J\u00f6rn Petersen vom Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH und dem Karlsruhe Institute of Technology (KIT) haben ein einzigartiges Plasmid, pLA6_12, identifiziert, das mit einhundertprozentiger Sequenzidentit\u00e4t in verschiedenen Arten der Bakteriengruppe Roseobacter vorkommt. Erste Untersuchungen zeigen, dass das Plasmid die Toleranz der marinen Bakterien gegen\u00fcber Umweltverschmutzungen, in diesem Fall gegen das hochgiftige und krebsausl\u00f6sende Chromat (CrO42-), um das Zwanzigfache erh\u00f6ht und somit einen wichtigen evolution\u00e4ren Vorteil bietet. Ihre Ergebnisse publizierten die Forscher in dem renommierten Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).<\/p>

Horizontaler Gentransfer durch Plasmide<\/p>

Plasmide, ringf\u00f6rmige, doppelstr\u00e4ngige DNA-Molek\u00fcle, die unabh\u00e4ngig vom Bakterienchromosom in der Bakterienzelle vorkommen, werden von Bakterien unter anderem f\u00fcr den horizontalen Gentransfer genutzt. Dabei werden DNA-Informationen von einer Bakterienzelle an die andere mittels eines Injektionsmechanismus weitergegeben. Eine gro\u00dfe Rolle spielt dieser Austausch von genetischen Informationen zum Beispiel bei der Antibiotikaresistenz. W\u00e4hrend jedoch \u00fcber die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen viele Details bekannt sind, ist der nat\u00fcrlich vorkommende Plasmidtransfer noch weitestgehend unerforscht. „Die hier entdeckte hundertprozentige Sequenzidentit\u00e4t des Plasmids, das wir in Isolaten unterschiedlicher geographischer Herkunft und verschiedener Genera isoliert haben, ist bisher einzigartig“, fasst PD Dr. J\u00f6rn Petersen die Ergebnisse zusammen.<\/p>

Ocean\u00b4s Thirteen – Ein Proteobakterium mit 13 Replikons<\/p>

Die komplette Erbgut-Entschl\u00fcsselung des neu beschriebenen Bakteriums Marinibacterium anthonyi La 6 f\u00fchrte zu einer weiteren verbl\u00fcffenden Beobachtung. Mit einem Chromosom und zw\u00f6lf Plasmiden ist der Stamm La 6 der Rekordhalter unter den Proteobakterien, wobei seine Genomorganisation \u00e4hnlich komplex ist wie die der Pflanzen und Tiere. Mit 6,8 Millionen Bausteinen verf\u00fcgt Marinibacterium zudem \u00fcber das gr\u00f6\u00dfte Genom innerhalb der Familie der Rhodobacteraceae. Unter den dutzend Plasmiden entpuppte sich das kleinste Element von gerade einmal 7.053 Basenpaaren, pLA6_12, als das Spannendste. Es enth\u00e4lt ein hochkonserviertes R\u00fcckgrat und eine austauschbare Kassette von Genen, die unter bestimmten Umweltbedingungen \u00fcberlebenswichtig sind.<\/p>

Einzigartigkeit von pLA6_12<\/p>

Das neu entdeckte Plasmid pLA6_12 repr\u00e4sentiert eine bisher nicht bekannte Klasse mobiler genetischer Elemente in der Roseobacter-Gruppe. Mikroorganismen nutzen diese Elemente, um mittels horizontalen Gentransfers schnell und unkompliziert DNA auszutauschen. Analysen der vorliegenden Studie haben gezeigt, dass der jetzt identifizierte Plasmid-Typ nur in der marinen Roseobacter-Gruppe vorkommt. Einzigartig dabei ist, dass das Plasmid pLA6_12 in identischer Form in drei verschiedenen Arten der Rhodobacteraceae vorliegt. Obwohl der Austausch von Plasmiden die Grundlage f\u00fcr die Entstehung multiresistenter Krankenhauskeime ist, wurde der nat\u00fcrliche Transfer eines hundertprozentig identischen Plasmids \u00fcber die Artgrenze hinaus bisher \u00fcberraschenderweise noch nie beschrieben. Experimentell wurde in der vorliegenden Publikation nachgewiesen, dass das Plasmid pLA6_12 die Toleranz gegen das hochgiftige Chromat um das Zwanzigfache erh\u00f6hen kann. Damit erm\u00f6glicht es seinem Tr\u00e4ger das \u00dcberleben in stark kontaminierten Habitaten.<\/p>

Unentdeckte Talente: Roseobacter unter der Lupe<\/p>

Bakterien der Roseobacter-Gruppe geh\u00f6ren zu den Alphaproteobacteria, genauer der Familie der Rhodobacteraceae. Sie repr\u00e4sentieren eine der h\u00e4ufigsten marinen Bakteriengruppen und leben in allen Weltmeeren. Obwohl sie eine zentrale Rolle im globalen Kohlenstoff- und Schwefelhaushalt spielen, werden sie erst seit einem knappen Jahrzehnt intensiv erforscht. Durch ihren ungew\u00f6hnlich vielseitigen Stoffwechsel r\u00fccken sie immer mehr in den Fokus der Wissenschaft, da sie gro\u00dfes Potential f\u00fcr biotechnologische Anwendungen besitzen.<\/p>

Das Leibniz-Institut DSMZ ist Partner im Sonderforschungsbereich „Roseobacter (TRR 51)“, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef\u00f6rdert wird und dessen Ziel es ist, ein systembiologisches Verst\u00e4ndnis dieser bedeutenden Gruppe von Meeresbakterien zu erlangen. „Durch die Erforschung der Roseobacter-Gruppe haben wir bereits grundlegende Antworten zu evolutionsbiologischen Fragestellungen erhalten. \u00dcber neue Erkenntnisse zur genetischen Organisation der Bakterien hinaus erwarten wir, dass auch biotechnologisch nutzbare Ergebnisse erzielt werden“, so PD Dr. J\u00f6rn Petersen.<\/p>

Originalpublikation:<\/p>

A marine plasmid hitchhiking vast phylogenetic and geographic distances. Petersen J, Vollmers J, Ringel V, Brinkmann H, Ellebrandt-Sperling C, Spr\u00f6er C, Howat AM, Murrell JC, Kaster AK. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Sep 23. pii: 201905878. doi: 10.1073\/pnas.1905878116. [Epub ahead of print]<\/p>

Die DSMZ ist eines der gr\u00f6\u00dften Bioressourcenzentren weltweit. Die Sammlung umfasst derzeit \u00fcber 67.000 Kulturen, einschlie\u00dflich \u00fcber 35.000 verschiedene Bakterien- und 4000 Pilz-St\u00e4mme, 800 menschliche und tierische Zelllinien, 41 Pflanzenzelllinien, 1.400 Pflanzen-Viren und Antiseren und 13.000 verschiedene Typen genomischer Bakterien-DNA.<\/p>

Kontakt<\/b><\/p>

Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen<\/p>

Sven-David M\u00fcller<\/p>

Inhoffenstra\u00dfe 7 B<\/p>

38124 Braunschweig<\/p>

0531-5312616300<\/p>

sven.david.mueller@dsmz.de<\/p>

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