Autoren: Katrin Weinhandl, acib & Simon Rittmann, Arkeon
Lebende Fossilien erlauben uns einen Blick in eine längst vergangene Zeit, denn sie haben sich über Millionen von Jahren kaum bis gar nicht verändert. Das Schnabeltier oder die Pfeilschwanzkrebse sind bekannte Vertreter aus dem Tierreich; bei den Pflanzen gelten Schachtelhalm, Ginkgo oder der Buchsbaum als solche lebende Fossilien. Doch auch die Welt der Mikroorganismen kann mit lebenden Fossilien aufwarten: die sogenannten Archaeen sind eine spezielle Gruppe von Mikroorganismen, die sich durch eine besondere Zusammensetzung der Zytoplasmamembran und auch teilweise durch eine spezielle Zellhülle auszeichnen, die man in Bakterien oder Eukaryoten nicht findet. Viele Archaeen fühlen sich unter extremen Bedingungen, wie z.B. bei hohen Temperaturen, hohem Salzgehalt, hohem Druck oder extrem saurem oder basischem pH Wert besonders wohl. Daher sind sie auch vorrangig in vulkanischen Gebieten, in der Tiefsee, im Toten Meer oder in Schlammlöchern zu finden – und das schon seit Millionen von Jahren!
Die Archaeen wurden bereits in den 1970er Jahren als eigenständige Gruppe von Organismen klassifiziert, doch seit einigen Jahren stoßen sie insbesondere auch in der Biotechnologie auf großes Interesse. Warum? Weil manche Archaeen z.B. in der Lage sind, CO2 zu fixieren oder Biogas (Methan) bzw. Bioplastik zu produzieren. Ihre besonderen Zellwandeigenschaften (v.a. die S-Schichtproteine) sind auch in der Medizin von Interesse oder finden Anwendung in der Nanotechnologie, da sie eine zweidimensionale Struktur aufweisen.
Neben üblichen Bakterien- (Escherichia coli) oder Hefestämmen (Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris, etc) könnten Archaeen auch für biotechnologische Produktionsprozesse immer relevanter werden, denn ihre Vorliebe für spezifisch-nutzbare Wachstumsbedingungen passt oft besser zur Realität so mancher Industrieprozesse, als Stämme, die bei Raumtemperatur oder neutralem pH optimal wachsen. Bislang kommt Archaeen nur ihr Ruf in die Quere, aufgrund ihrer extremophilen Eigenschaft schwerer kultivierbar zu sein und langsamer zu wachsen. Durch die intensive Forschung an diesen Organismen konnten aber viele anfängliche Hürden bereits abgebaut werden, und erste erfolgreiche Anwendungsgebiete kristallisieren sich heraus.[1]
So nutzt man die winzigen Methanbildner in gemischten Konsortien bereits für die Produktion von Biogas oder setzt sie bei der sogenannten Erzlaugung ein. Auch bei der Produktion von Kraftstoff oder der erneuerbaren Energieproduktion (z.B. durch Wasserstoff-produzierende Archaeen) zeichnet sich das Potenzial der Urbakterien ab. Indem man die CO2-Fixierung mit der Herstellung von Aminosäuren koppelt, lassen sich auch auf sehr innovative Weise Lösungen finden, um das globale Angebot von Nahrungsmittel für eine stetig wachsende Weltbevölkerung sicher zu stellen, wie es sich auch das Unternehmen Arkeon zum Ziel gesetzt hat.
Das Forschungsthema „Archaeen“ boomt, und mit den stetig wachsenden Erkenntnissen über diese besondere Art von Organismen entwickeln sich ganz neue Chancen in der Biotechnologie. So tragen die Abkömmlinge der ältesten Lebewesen dieses Planeten dazu bei, ein gesundes Klima für das Leben von morgen zu sichern.
[1]https://archaea.univie.ac.at/fileadmin/user_upload/p_archaea/News/2021/2021_02_12_Rittmann_et_al_Article_ArchaeaInDerBiotechnologie.pdf
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