Kovacikia euganea ETS-13: Ein neues Cyanobakterium, entdeckt in den Euganeischen Thermen

Ein Forscherteam des Fachbereichs Biologie hat in Zusammenarbeit mit dem Studienzentrum kürzlich Kovacikia euganea ETS-13 entdeckt und charakterisiert – eine neue Art thermophiler Cyanobakterien, die aus mikrobiellen Biofilmen in den reifen Thermalschlämmen des Euganeischen Thermalbezirks isoliert wurde.
Dieses Mikroorganismus, das zur Familie der Leptolyngbyaceae gehört, ist in der Lage, unter extremen Bedingungen zu wachsen – bei hohen Temperaturen und geringer Lichtintensität – und zeigt dabei eine außergewöhnliche ökologische und metabolische Flexibilität.

 

Morphologie und Umweltanpassung

 

• ETS-13 erscheint in Form dünner, verflochtener Filamente, die schwimmende Matten auf der Oberfläche des Thermalschlamms bilden können.
• Es kann bei Temperaturen zwischen 45 und 55 °C wachsen, mit einem Optimum bei etwa 50 °C.
• Dank seiner Fähigkeit, sich an gefiltertes Licht – typisch für mikrobielle Biofilme – anzupassen, überlebt es auch bei geringer Lichtintensität.

 

 

Ein Cyanobakterium mit besonderer Photosynthese: Die Rolle von Chlorophyll f

 

Eine der interessantesten Entdeckungen betrifft die Fähigkeit von ETS-13, Chlorophyll f zu produzieren – ein seltenes photosynthetisches Pigment, das es ermöglicht, Infrarotlicht für die Photosynthese zu nutzen.
Dieser Prozess, bekannt als Far-Red Light Photoacclimation (FaRLiP), erlaubt dem Cyanobakterium, auch bei schwacher sichtbarer Beleuchtung zu überleben, wie sie in den tieferen Schichten von Biofilmen herrscht.
Das Vorhandensein dieses Pigments wird durch eine charakteristische „Schulter“ im Absorptionsspektrum bei Wellenlängen über 700 nm bestätigt.

 

 

Genetische Analysen und evolutionäre Implikationen

 

Die Genomanalyse von ETS-13 mittels Next Generation Sequencing (NGS) ergab:

• Eine enge phylogenetische Verwandtschaft mit anderen thermophilen Cyanobakterien, insbesondere der Gattung Kovacikia, die in heißen Umgebungen weltweit vorkommen.

• Das Vorhandensein eines spezifischen Gensclusters, das mit der Infrarot-Photoakklimatisierung (FaRLiP) assoziiert ist – ein Merkmal, das nur wenige andere bekannte Cyanobakterien teilen.

• Das Fehlen von Genen, die mit der Produktion von Cyanotoxinen in Verbindung stehen, was darauf hindeutet, dass ETS-13 kein toxikologisches Risiko darstellt.

 

Potenzielle biotechnologische Anwendungen

 

Die Entdeckung von Kovacikia euganea ETS-13 könnte bedeutende Auswirkungen auf verschiedene Forschungs- und Innovationsbereiche haben:

• Nachhaltige Energie: Die Fähigkeit, Infrarotlicht für die Photosynthese zu nutzen, könnte neue Technologien für die Bioenergiegewinnung inspirieren.

• Medizin und Kosmetik: Thermophile Cyanobakterien produzieren bioaktive Verbindungen mit potenziell entzündungshemmenden, antioxidativen und antimikrobiellen Eigenschaften – nützlich für pharmazeutische und dermatologische Anwendungen.

• Astrobiologie: Die Widerstandsfähigkeit von ETS-13 unter extremen Bedingungen könnte Hinweise auf die Möglichkeit mikrobiellen Lebens in außerirdischen Umgebungen liefern, z. B. auf den eisigen Monden des Jupiter und Saturn.

 

Die Charakterisierung von Kovacikia euganea ETS-13 erweitert unser Wissen über die Biodiversität thermophiler Cyanobakterien und deren Rolle in extremen Ökosystemen.
Ihre Entdeckung trägt nicht nur zum Verständnis der Evolution der Photosynthese bei, sondern eröffnet auch neue Perspektiven für die Entwicklung innovativer Technologien in den Bereichen Bioenergie, Gesundheit und Umweltforschung.

 

📖 Weitere Informationen finden Sie in der vollständigen Studie, veröffentlicht in Frontiers in Microbiology!