Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

IOW discovers and cultivates two previously unknown unicellular species from the Baltic Sea

29.01.2013
IOW researchers, in collaboration with their Russian colleagues, are the first to have successfully cultivated unicellular collared flagellates from oxygen-depleted areas of the ocean.

The two previously unknown species from the Baltic Sea appear to have adapted extremely well to the changing oxygen conditions of their native environment and have a cell structure that heretofore has not been observed in collared flagellates.

The funnel-shaped collar accounts for the scientific name of these protozoa, choanoflagellates (choano [Greek]: depression, funnel). They are among the protists and bacterial feeders that play a major role in the microbial food web. The collar consists of a series of filamentous cellular appendages, the microvilli. Protruding from the collar is a single flagellum, which these one-celled organisms use both to propel themselves and to swirl their bacterial food, which is then captured by the funnel and, via the microvilli, transported into the cell.

Cultivation — that is, the establishment of pure cultures under laboratory conditions — is extremely difficult and only rarely successful for these types of microorganisms. Consequently, only a small proportion of the existing marine microbial biodiversity is known. Previous research carried out by members of the IOW indicated that choanoflagellates in the oxygen-depleted areas of the central Baltic Sea are present in elevated concentrations. However, until now it has not been possible to obtain pure laboratory cultures of choanoflagellates isolated from marine low-oxygen environments (redox zones).

Exactly this feat was recently accomplished by IOW researchers with the support of Russian visiting scientists. The addition of Codosiga minima and Codosiga balthica, two previously completely unknown species of collared flagellates, further enriches the extensive culture collection of the IOW, which already includes representatives of a number of bacterial, flagellate, and ciliate species central to the Baltic Sea ecosystem. These two new members have been examined by electron microscopy and characterized in detail. Codosiga minima was so named because of its small size (about 3 microns) and it is probably one of the rarer species in the Baltic Sea. Its "big brother" (about 5 microns), however, is a common species that seems to preferentially reside in the Baltic Sea, hence the name Codosiga balthica.

Both species make use of the food sources of the low-oxygen redox zone and feed on its abundant supplies of bacteria and archaea. At the same time they enjoy a degree of protection from predators, since multicellular zooplankton (e.g., small crustaceans) rarely ventures into the low-oxygen layers. In order to take advantage of the living conditions of the redox zone, the two choanoflagellates — which evolved from oxygen-loving ancestors — have adapted in many ways to the lack of oxygen. Thus, the normally oxygen-dependent mitochondria — the energy-producing "power plants" of cells — have undergone an important change in that they can function with little or even no oxygen. This form of adaptation is absolutely unique among the collared flagellates as it has never been observed before in this group of organisms. Another surprise for the IOW researchers was that Codosiga balthica harbors intracellular bacteria. Thus, numerous bacterial cells live within each flagellated cell, where they presumably serve to support energy metabolism.

These two closely related species are now available for the first time as model organisms, which will allow experimental investigations of choanoflagellate metabolism under low-oxygen conditions. The results of such studies will no doubt help to clarify many of the as yet unanswered ecological, physiological, and evolutionary questions regarding collared flagellates.

The described work was supported by the German Research Foundation conducted. Further information on these results can be found in:

Wylezich,C., Karpov,S.A., Mylnikov,A.P., Anderson,R. and Jürgens,K. (2012) Ecologically relevant choanoflagellates collected from hypoxic water masses of the Baltic Sea have untypical mitochondrial cristae. BMC Microbiol. 12 (1), 271

Contact:

Dr. Claudia Wylezich, Biological Oceanography, IOW
(Tel.: 0381 / 5197 3434, Email: claudia.wylezich@io-warnemuende.de)
Dr. Barbara Hentzsch, Public Relation, IOW
(Tel.: 0381 / 5197 102, Email: barbara.hentzsch@io-warnemuende.de)
Nils Ehrenberg, Public Relation, IOW
(Tel.: 0381 / 5197 106, Email: nils.ehrenberg@io-warnemuende.de)
The IOW is a member of the Leibniz Association, which currently includes 86 research institutes and a scientific infrastructure for research. The Leibniz Institutes' fields range from the natural sciences, engineering and environmental sciences, business, social sciences and space sciences to the humanities. Federal and state governments together support the Institute. In total, the Leibniz Institute has 16 800 employees, of which approximately are 7,800 scientists, and of those 3300 young scientists. The total budget of the Institute is more than 1.4 billion Euros. Third-party funds amount to approximately € 330 million per year.

Dr. Barbara Hentzsch | idw
Further information:
http://www.leibniz-gemeinschaft.de

More articles from Life Sciences:

nachricht New method opens crystal clear views of biomolecules
11.02.2016 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

nachricht Scientists from MIPT gain insights into 'forbidden' chemistry
11.02.2016 | Moscow Institute of Physics and Technology

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Messkampagne POLSTRACC: Starker Ozonabbau über der Arktis möglich

Die arktische Stratosphäre war in diesem Winter bisher außergewöhnlich kalt, damit sind alle Voraussetzungen für das Auftreten eines starken Ozonabbaus in den nächsten Wochen gegeben. Diesen Schluss legen erste Ergebnisse der vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Messkampagne POLSTRACC nahe, die seit Ende 2015 in der Arktis läuft. Eine wesentliche Rolle spielen dabei vertikal ausgedehnte polare Stratosphärenwolken, die zuletzt weite Bereiche der Arktis bedeckten: An ihrer Oberfläche finden chemische Reaktionen statt, welche den Ozonabbau beschleunigen. Diese Wolken haben die Klimaforscher nun ungewöhnlicherweise bis in den untersten Bereich der Stratosphäre beobachtet.

„Weite Bereiche der Arktis waren über einen Zeitraum von mehreren Wochen von polaren Stratosphärenwolken zwischen etwa 14 und 26 Kilometern Höhe bedeckt –...

Im Focus: AIDS-Impfstoffproduktion in Algen

Pflanzen und Mikroorganismen werden vielfältig zur Medikamentenproduktion genutzt. Die Produktion solcher Biopharmazeutika in Pflanzen nennt man auch „Molecular Pharming“. Sie ist ein stetig wachsendes Feld der Pflanzenbiotechnologie. Hauptorganismen sind vor allem Hefe und Nutzpflanzen, wie Mais und Kartoffel – Pflanzen mit einem hohen Pflege- und Platzbedarf. Forscher um Prof. Ralph Bock am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam wollen mit Hilfe von Algen ein ressourcenschonenderes System für die Herstellung von Medikamenten und Impfstoffen verfügbar machen. Die Praxistauglichkeit untersuchten sie an einem potentiellen AIDS-Impfstoff.

Die Produktion von Arzneimitteln in Pflanzen und Mikroorganismen ist nicht neu. Bereits 1982 gelang es, durch den Einsatz gentechnischer Methoden, Bakterien so...

Im Focus: Einzeller mit Durchblick: Wie Bakterien „sehen“

Ein 300 Jahre altes Rätsel der Biologie ist geknackt. Wie eine internationale Forschergruppe aus Deutschland, Großbritannien und Portugal herausgefunden hat, nutzen Cyanobakterien – weltweit vorkommende mikroskopisch kleine Einzeller – das Funktionsprinzip des Linsenauges, um Licht wahrzunehmen und sich darauf zuzubewegen. Der Schlüssel zu des Rätsels Lösung war eine Idee aus Karlsruhe: Jan Gerrit Korvink, Professor am KIT und Leiter des Instituts für Mikrostrukturtechnik (IMT) am KIT, nutzte Siliziumplatten und UV-Licht, um den Brechungsindex der Einzeller zu messen.

 

Im Focus: Production of an AIDS vaccine in algae

Today, plants and microorganisms are heavily used for the production of medicinal products. The production of biopharmaceuticals in plants, also referred to as “Molecular Pharming”, represents a continuously growing field of plant biotechnology. Preferred host organisms include yeast and crop plants, such as maize and potato – plants with high demands. With the help of a special algal strain, the research team of Prof. Ralph Bock at the Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology in Potsdam strives to develop a more efficient and resource-saving system for the production of medicines and vaccines. They tested its practicality by synthesizing a component of a potential AIDS vaccine.

The use of plants and microorganisms to produce pharmaceuticals is nothing new. In 1982, bacteria were genetically modified to produce human insulin, a drug...

Im Focus: Weltweit genaueste optische Einzelionen-Uhr

Als erste Forschergruppe weltweit haben Atomuhren-Spezialisten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) jetzt eine optische Einzelionen-Uhr gebaut, die eine bisher nur theoretisch vorhergesagte Genauigkeit erreicht. Ihre optische Ytterbium-Uhr erreichte eine relative systematische Messunsicherheit von 3 E-18. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Als erste Forschergruppe weltweit haben Atomuhren-Spezialisten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) jetzt eine optische Einzelionen-Uhr gebaut, die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Frauen in der digitalen Arbeitswelt: Gestaltung für die IT-Branche und das Ingenieurswesen

11.02.2016 | Veranstaltungen

Deutsche Gesellschaft für Verhaltensmedizin und Verhaltensmodifikation tagt in Mainz

10.02.2016 | Veranstaltungen

Bericht zur weltweiten Lage der Bestäuber

10.02.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Messkampagne POLSTRACC: Starker Ozonabbau über der Arktis möglich

11.02.2016 | Geowissenschaften

Siliziumchip mit integriertem Laser: Licht aus dem Nanodraht

11.02.2016 | Physik Astronomie

Große Sauerstoffquellen im Erdinneren: Neue Erkenntnisse der Hochdruck- und Hochtemperaturforschung

11.02.2016 | Geowissenschaften