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ForschungDas Geheimnis um das Leben ohne Sauerstoff

Im Projekt „AnoxyGen“ wollen Forschende neuartige Wirkstoffe von Anaerobiern entschlüsseln, um deren Rolle in der Natur besser zu verstehen.

Bakterien
Paulista/stock.adobe.com

„AnoxyGen“ zielt darauf ab, das immense, bisher ungenutzte Biosynthese-Potenzial von Anaerobiern zu erschließen.

Lange bevor die Fotosynthese freien Sauerstoff in die Welt brachte, war die Erde bereits von zahlreichen Lebewesen bevölkert. Sauerstoff war für sie lebensbedrohlich und so haben sie völlig andere Stoffwechselwege entwickelt, als wir sie von Pflanzen, Tieren und uns Menschen kennen. Anaerobe Bakterien haben die Zeiten in speziellen, Sauerstoff-freien Nischen überdauert, manche davon ganz nah bei uns: als wesentlicher Bestandteil des Darmmikrobioms, wo sie von enormer Bedeutung für das Wohlbefinden des Organismus sind. Allerdings können bestimmte Anaerobier auch lebensbedrohliche Krankheiten wie Tetanus oder Botulismus auslösen. Damit haben diese Bakterien einen erheblichen Einfluss auf die Lebensqualität auf der Erde und besetzen eine Schlüsselposition in der Umwelt. Ihr spezieller Stoffwechsel macht sie aber auch zu begehrten Werkzeugen in der Biotechnologie.

Ziel von „AnoxyGen“

Das Projekt „AnoxyGen“ zielt darauf ab, das immense, bisher ungenutzte Biosynthese-Potenzial von Anaerobiern zu erschließen. Trotz ihrer im Genom codierten Fähigkeit zur Bildung neuartiger Verbindungen, sind die meisten dieser Biosynthese-Gene im Labor inaktiv, sodass die Produkte bisher unentdeckt blieben.

Prof. Hertweck, Professor für Naturstoffchemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und Leiter der Abteilung Biomolekulare Chemie am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI), und sein Team wollen das nun ändern. Mit neu entwickelten Werkzeugen der molekularen und synthetischen Biologie möchten die Forschenden die noch unbekannten Stoffwechselwege dieser Bakterien entschlüsseln und nutzbar machen. Das Projekt umfasst mehrere Arbeitsbereiche, in denen ein leistungsfähiges Expressionssystem genutzt wird, um neue Wirkstoffe zu identifizieren und zu modifizieren. So kann das Team damit auch die Toxine und Virulenzfaktoren von krankheitserregenden Anaerobiern produzieren und erforschen, ohne dafür große Mengen der Krankheitserreger selbst kultivieren zu müssen.

„Mit dem Projekt möchten wir neuartige Methoden und Werkzeuge für die wissenschaftliche Gemeinschaft bereitstellen. Wir erhoffen uns von ‚AnoxyGen‘ einen großen Nutzen, insbesondere für die Medizin, aber auch für die Ökologie und die Biotechnologie“, erklärt Hertweck. „Anaerobe Bakterien sind bisher noch zu wenig erforscht, ihre Stoffwechselvorgänge bieten aber ein großes Potenzial für die Entdeckung neuer Wirkstoffe. Außerdem können wir daraus auch neue Erkenntnisse für ihre Rolle als Krankheitserreger gewinnen“, so Hertweck.

Quelle (nach Angaben von):

Synthetische Biologie lüftet Geheimnisse des Lebens ohne Sauerstoff - Leibniz-HKI. 11.07.2024

(JD)