NanoSIMS der Universität Wien ermöglicht neue Einzelzell-Analysemethoden
Die Visualisierung des Wasserstoff-abhängigen Wachstums von Nitrospira gelang dem Team auf der Ebene einzelner Bakterienzellen mit dem hochauflösenden Sekundärionen-Massenspektrometer der Universität Wien, kurz NanoSIMS genannt. Unter Hochvakuum-Bedingungen wie im Weltall werden bei dieser Methode Teilchen aus einzelnen Bakterienzellen geschossen, um sie anschließend durch Massenspektrometrie zu identifizieren.
„Eine solche Vorgehensweise ist weltweit nur an sehr wenigen Forschungsinstituten möglich“, freut sich Daims über die High-Tech-Ausstattung der Universität Wien. Die WissenschafterInnen haben so gezeigt, dass Nitrospira-Zellen mit Wasserstoff als Energiequelle Kohlendioxid aufnehmen und in ihre Zellsubstanz einbauen. Diese Stoffwechsel-Aktivität ist mit der Zellvermehrung verknüpft und war somit eine wichtige Grundlage für den Beweis, dass die Nitrospira-Bakterien tatsächlich mit Wasserstoff wachsen. Die neu entdeckten Eigenschaften dieser Nitrospira-Art werfen nun viele Fragen über die Lebensweise ihrer „frei lebenden“ nahen Verwandten in der Umwelt und in Kläranlagen auf.
Neue Erkenntnisse zur Ökologie der Nitrit-Oxidierer
„Die Oxidation von Wasserstoff ermöglicht Nitrospira nicht nur unerwartete Lebensräume zu besiedeln, sondern hilft ihnen auch aktiv zu bleiben, wenn gerade kein Nitrit zur Verfügung steht“, erklärt Hanna Koch. Holger Daims ergänzt: „Diese Entdeckung war für uns ein richtiger Knaller. Im nächsten Schritt wollen wir untersuchen, wie wichtig Wasserstoff als Energiequelle für Nitrit-Oxidierer in der Umwelt ist. Unser Ziel ist, die Ökologie dieser Bakterien und ihre Bedeutung im globalen Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf besser zu verstehen.“
Quellen:
- Publikation in Science: Growth of nitrite-oxidizing bacteria by aerobic hydrogen oxidation: Hanna Koch, Alexander Galushko, Mads Albertsen, Arno Schintlmeister, Christiane Gruber-Dorninger, Sebastian Lücker, Eric Pelletier, Denis Le Paslier, Eva Spieck, Andreas Richter, Per H. Nielsen, Michael Wagner, und Holger Daims. DOI: 10.1126/science.1256985
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