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Die Mikroben des Jahres seit 2014
Die Mikrobe des Jahres wird 2014
erstmals benannt. Mikrobiologen der Vereinigung für Allgemeine und
Angewandte Mikrobiologie (VAAM) wählten sie aus, um auf die Vielfalt
der mikrobiologischen Welt hinzuweisen. Während in der Bevölkerung
Mikroorganismen vor allem als Krankheitsauslöser bekannt sind, spielen
Mikroorganismen eine weit bedeutsamere Rolle für die Ökologie,
Gesundheit, Ernährung und Wirtschaft, worauf die Mikrobe des Jahres
hinweisen soll.
Die VAAM vertritt rund 3400 mikrobiologisch orientierte
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Forschung und Industrie.
Die Bandbreite der Forschung reicht von Bakterien, Archaeen und Pilzen in allen
Ökosystemen und in Lebensmitteln über Krankheitserreger bis hin zu
Genomanalysen und industrieller Nutzung von Mikroorganismen, ihren
Enzymen und Stoffwechselprodukten.
Bisherige Mikroben des Jahres:
Jahr |
Mikrobe |
2014 |
Nostoc |
2015 |
Rhizobium |
2016 |
Streptomyces |
2017 |
Halobacterium salinarum |
2018 |
Lactobacillus |
2019 |
Magnetospirillum |
2020 |
Myxococcus xanthus |
2021 |
Methanothermobacter |
2022 |
Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) |
2023 |
Bacillus subtilis |
2024 |
Kabelbakterium (Electronema) |
Die "Mikrobe des Jahres 2023":
Bacillus subtilis - für Gesundheit und
Technik
Die Mikrobe des Jahres 2023 kann man sogar
in der Apotheke kaufen. Bacillus subtilis - das "feine Stäbchen" -
gilt als gesundheitsfördernd und ist daher als Probiotikum im Handel.
Als Nahrungsbestandteil ist die Mikrobe in Asien schon lange bekannt.
In der Tierhaltung wird dieses Bakterium als Antibiotika-Alternative
eingesetzt. Zudem produziert Bacillus subtilis Vitamine und Enzyme im
industriellen Maßstab, etwa für Waschmittel. Und er heilt sogar Risse
im Beton. Dieses mikrobielle Multitalent wählte die Vereinigung für
Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) zur zehnten Mikrobe des
Jahres.
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Die Mikrobe des Jahres 2023,
Bacillus subtilis, 1.000-fach
vergrößert, bildet unterschiedliche Lebensformen, beweglich
(blau) oder im Biofilm sesshaft (gelb). Andere besitzen
keins dieser Gene (schwarz). |
Bacillus subtilis - das Topmodel
unter den Bakterien |
Aufnahme: © Diethmaier, Stülke
at al., Göttingen (CC BY
4.0) |
Wer an einer Autobahnraststätte eine Toilettenpause einlegt,
profitiert vom segensreichen Wirken von Bacillus subtilis. Denn diese
harmlosen Bakterien bilden Dauerformen (Sporen), die sich leicht dem
Spülwasser beisetzen lassen, wo sie unter guten Bedingungen schnell
auskeimen und sich rasant vermehren.
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Bacillus (lat. für Stäbchen.
subtilis für fein, schlicht.
Bacillus subtilis besiedelt eine Vielzahl unterschiedlicher
Lebensräume und kann aus Boden, Staub und Luft isoliert
werden. |
Das stäbchenförmige
Bacillus subtilis
weist überlicherweise eine Größe von ca. 2 bis 3 Mikrometer
auf |
Aufnahme: © AG Stülke, Göttingen (CC BY 4.0) |
So verdrängen sie andere, meist langsamer wachsende
Mikroorganismen und sorgen für hygienische Verhältnisse. Enzyme aus
Bacillus subtilis verwenden wir beim Wäschewaschen: Amylasen,
Proteasen, Lipasen aus Bacillus-Stämmen bauen die wichtigsten
Verschmutzungen ab, nämlich Stärke, Eiweiße und Fette - und dies bei
niedrigen Temperaturen, was Energie beim Waschen spart.
Die Gattung
Bacillus bildet eine
große, heterogene (bedeutet die Uneinheitlichkeit oder
Verschiedenheit der Elemente) Gruppe von stäbchenförmigen,
grampositiven (bezeichnet man Bakterien die sich in der
Gramfärbung blau anfärben) Mikroorganismen, welche Endsporen
bilden. |
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Aufnahme: © AG Stülke (CC BY 4.0) |
Heterogene Bacille |
Auch in der Ernährung spielt die Mikrobe des Jahres 2023 eine Rolle:
Viele Menschen in Asien "vergären" Sojabohnen mit Hilfe von Bacillus
subtilis zu traditionellen Nahrungsmitteln, die reich an Mineralien
und Vitaminen sind und eine gesundheitsfördernde Wirkung haben,
beispielsweise das japanische Natto. Bacillus subtilis wird auch als
Probiotikum (für den Darm, um die Gesundheit zu fördern)
eingesetzt, also als Mikroorganismus mit gesundheitlicher Wirkung. Die
Sporenbildung trägt zu dieser Nutzung bei: Die Sporen überleben eine
Hitzebehandlung (etwa von Tierfutter) und die saure Umgebung in Magen
und Dünndarm. Im Körper hemmen sie Krankheitserreger, stärken die
Darmbarriere und das Immunsystem.
Viele Menschen in Asien "vergären"
Sojabohnen mit Hilfe von
Bacillus
subtilis zu traditionellen
Nahrungsmitteln, die reich an Mineralien und Vitaminen sind
und eine gesundheitsfördernde Wirkung haben, beispielsweise
das japanische Natto. |
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Aufnahme: © Stülke, Göttingen (CC BY
4.0) |
Bacillus subtilis, hat eine positive Wirkung auf die
Darmflora und verbessert die Verdauung. |
Gesundheitsfördernd
Weil
Bacillus subtilis robust ist
und schnell wächst, setzt er effizient organische Substrate in
biotechnologische Produkte um. Daher wird er für zahlreiche
Produktionsprozessen genutzt. So stellt Bacillus subtilis Vitamin B2
(Riboflavin) her sowie Pantothensäure (Vitamin B5 und
Polyglutaminsäure - als Verdicker, Befeuchter oder Gefrierschutzmittel
in der Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie. Bacillus subtilis kann
auch die Verwendung von Antibiotika in der Tierhaltung verringern: Ein
Bacillus-basiertes Probiotikum verhindert einen in der Geflügelhaltung
häufigen Darminfekt. Die Bakterien stärken zudem das Wachstum von
Pflanzen, schützen sie vor Krankheitserregern und helfen, Nährstoffe
aus dem Boden aufzunehmen.
Bacillus subtilis-Stämme können
komplexe Biofilm-Strukturen bilden - sie können gegen die
Alzheimer-Krankheit helfen. |
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Aufnahme: © Grüppen, Pelzer at al,
Halle Westfalen (CC BY 4.0) |
Bakterien bilden komplexe Gemeinschaften auf Oberflächen,
sogenannte Biofilme. |
Außerdem bildet Bacillus subtilis komplexe und robuste Biofilme -
Zusammenschlüsse von Zellen, Zuckern und Proteinen, mit denen sie sich
an Oberflächen heften können. Einen interessanten Einsatz von Bacillus
subtilis-Biofilmen verspricht die Anwendung bei der
Alzheimer-Krankheit: Im Tiermodell schützen die Biofilme die
Nervenzellen.
Risse im Beton heilen
Auch in der
Bauwirtschaft hilft Bacillus subtilis. Im Alterungsprozess des Betons
entstehen kleine Risse. Mikroben können diese Risse schließen: Sie
bilden Carbonat-Ionen im Beton - eine wahre Meisterleistung in diesem
stark alkalischen, sauerstoffarmen und heißen Milieu (beim Aushärten
entstehen Temperaturen von 60°C).
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Anwendung von
Bacillus subtilis DSM 32315 zur Heilung von
Betonrissen. REM-Aufnahme der Bruchstelle eines Prüfkörpers
mit Bacillus
subtilis-Sporen. |
Die Mikrobe hilft dem Baustoff Beton
dabei, Risse selbständig zu schließen |
Aufnahme: © Anke Reinschmidt, Interface & Performance,
Evonik Operations GmbH, Essen (CC BY 4.0) |
Sporen von Bacillus subtilis werden zur Selbstheilung von
Beton eingesetzt: Das durch Risse eindringende Wasser lässt die Sporen
auswachsen, die dann Carbonat bilden und so die Spalten schließen.
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Verschluss des Risses durch Biomineralisierung nach 92
Tagen. |
Bacillus subtilis DSM 32315 heilt
Betonrisse. |
Aufnahme: © Anke Reinschmidt, Interface & Performance,
Evonik Operations GmbH, Essem (CC BY 4.0) |
Das Genom von Bacillus subtilis ist sehr gut dokumentiert.
Es wurde künstlich auf einen MiniBacillus reduziert, um zu verstehen,
welche Mindest-Komponenten für zelluläres Leben benötigt werden. Dies
ist auch hilfreich für biotechnologische Anwendungen, um gezielt
mikrobielle Stoffe ohne Nebenprodukte zu produzieren. Schon jetzt ist
Bacillus subtilis in vielen Industriezweigen unverzichtbar und viele
weitere Innovationen sind zu erwarten.
Über die Mikrobe des Jahres
Die Mikrobe des Jahres
weist auf die bedeutsame Rolle der Mikroorganismen für die Ökologie,
Gesundheit, Ernährung und Wirtschaft hin. Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte
Mikrobiologie (VAAM) wählt sie seit zehn Jahren aus, um auf die
Vielfalt der mikrobiologischen Welt aufmerksam zu machen.
Vielen Dank an Frau Dr. Anja Störiko, VAAM, für die Erlaubnis
Ihren Pressetext veröffentlichen zu können und die übersandten
Aufnahmen von Frau Anke Reinschmidt, Interface & Performance, Evonik
Operations GmbH Essen, Grüppen, Pelzer et al, Halle Westfalen, Stülke,
Göttingen und Diethmaier, Stülke et al, Göttingen,
zeigen zu dürfen.
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