Genplagiate: Rotalgen schafften, wovon Biotechnologen träumen

Biologen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und der Oklahoma State University stellen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science Forschungsergebnisse über die extremophile Rotalge Galdieria vor. Sie ist widerstandsfähig wie Aliens aus dem gleichnamigen Kinofilmen; ihre Fähigkeiten haben sie aber großteils von Bakterien abgekupfert.

Die Rotalge Galdieria ist überall dort zu finden, wo es extrem ungemütlich ist: in den heißen Quellen des Yellowstone-Nationalparks überlebt sie in kochend heißer Umgebung, in säurehaltigen Abwässern in Minenschächten trotzt sie extremen Schwermetallkonzentrationen, und auch hohe Salzgehalte in ihrer Umgebung machen ihr nichts aus. Auch ihre Ernährungsgewohnheiten sind höchst variabel: Mal nutzen sie Photsynthese, mal verspeisen sie Bakterien aus ihrer Umgebung.

Prof. Dr. Andreas Weber (Institut für Biochemie der Pflanzen) und Prof. Dr. Martin Lercher (Abteilung Bioinformatik) von der Heinrich-Heine-Universität und Prof. Dr. Gerald Schönkrecht von der Oklahoma State University haben sich gefragt, wie die Rotalge ihre enorme Widerstands- und Anpassungsfähigkeit ausbilden konnte. „Warum das Rad neu erfinden, wenn wir es uns bei unseren Nachbarn abschauen können“, fasst Prof. Lercher die Untersuchungsergebnisse des Gentests von Galdieria zusammen. Tatsächlich hat sich der Organismus über den sogenannten horizontalen Gentransfers vom Erbgut seiner bakteriellen Nachbarn bedient. Die Rotalge hat Gensequenzen, die andere Organismen für ihre evolutionären Anpassung an extreme Umgebungen entwickelt haben, einfach kopiert. Prof. Lercher weiter: „Nun ist spannend, wie Galdieria die Grenzen zwischen den Arten überwinden konnte.“
Die Hitze-Unempfindlichkeit hat Galdieria schon vor Jahrmillionen von Archaebakterien – urtümlichen Bakterienarten – abgeschaut. Die Resistenz gegen Schwermetalle wie Quecksilber und Arsen wiederum stammt von Bakterien, die spezielle Eiweiße – Transportproteine und Enzyme – entwickelt haben. „Letztlich ist es Galdieria gelungen, wovon viele Biotechnologen träumen“, erklärt Prof. Weber. „Sie hat Gene aus einer Vielzahl verschiedener Organismen aufgenommen und sich so neue, für den Überlebenskampf wichtige Eigenschaften angeeignet.“

Originalartikel:
Gerald Schönknecht et. al., „Gene Transfer from Bacteria and Archaea Facilitated Evolution of an Extremophilic Eukaryote”, Science – Vol. 340, 8. März 2013

Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Weber
Institut für Biochemie der Pflanzen
Tel.: 0211-81-12347
E-Mail: andreas.weber@hhu.de