Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues WWTF-Projekt: Auf den Spuren der geheimnisvollen Nitrospira-Bakterien

19.08.2009
Die meisten Menschen nutzen täglich sanitäre Anlagen, ohne darüber nachzudenken, was anschließend in den Kläranlagen mit dem Abwasser passiert.

Holger Daims und sein Team von Department für Mikrobielle Ökologie der Universität Wien untersuchen in ihrem aktuellen WWTF-Projekt Nitrospira-Bakterien, die maßgeblich an der Abwasserreinigung beteiligt sind.

Diese Nitrospira sind noch weitestgehend unerforscht, da sie nicht als Reinkulturen im Labor gezüchtet werden können. Mit den modernsten molekularbiologischen Mitteln soll dieses Geheimnis nun gelöst werden.

Harnstoff enthält viel Stickstoff. Würde dieser ungefiltert in einen Fluss wie die Donau gelangen, käme es zu einer Eutrophierung des Gewässers, d.h. es könnte "umkippen". Um das zu verhindern, wird Abwasser in Kläranlagen von Stickstoff gesäubert. Einen wichtigen Teil dieser Aufgabe übernehmen nitrit-oxidierende Bakterien, die im Klärschlamm leben, sogenannte NOB. Je nach Anlage gehören rund zwei bis zehn Prozent aller Bakterien im Klärschlamm zur Gattung Nitrospira. Bisher ist allerdings nur sehr wenig über diese "fleißigen Stickstofffresser" bekannt. Da sie nicht in künstlichen Nährmedien im Labor gezüchtet werden können, wurden sie lange Zeit einfach übersehen.

Das wollen Holger Daims und sein Team vom Department für Mikrobielle Ökologie nun ändern: Die ForscherInnen sind bereits seit Jahren den Geheimnissen der Nitrospira auf der Spur. Der Schlüssel liegt in der Biologie der Bakterien. Nachdem die MikrobiologInnen bereits in einem ersten WWTF-Projekt ein Genom eines Nitrospira-Stammes sequenzieren konnten, sollen in dem aktuellen Projekt weitere Informationen per Genomik, Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik gewonnen werden. Dies geschieht in enger Zusammenarbeit mit dem Department für Molekulare Systembiologie der Universität Wien um Wolfram Weckwerth und MikrobiologInnen der Universität Hamburg.

Komplizierte Bakterien als Herausforderung

Die Untersuchung von unkultivierten Bakterien ist eine besondere Herausforderung. Die ForscherInnen müssen mit Belebtschlamm direkt aus der Kläranlage oder mit Anreicherungen arbeiten, die neben Nitrospira noch andere Bakterien enthalten. Um die Mikroorganismen in der Probe voneinander unterscheiden zu können, werden sie zunächst mittels "Fluoreszenz in situ Hybridisierung" eingefärbt. Im Anschluss können die MikrobiologInnen durch Isotopentechniken die Stoffwechselaktivitäten der Bakterien in ihrer natürlichen Umgebung verfolgen.

"Je mehr wir über die Organismen lernen, desto höher ist auch die Chance, dass wir es irgendwann schaffen, sie als Reinkultur zu züchten. Dann wären zusätzliche Experimente möglich, die ohne solche Kulturen heute noch nicht durchführbar sind."

Nitrospira haben einen schwierigen "Job"

Nitrospira kommen nicht nur in Kläranlagen, sondern auch in der Natur vor. Ihre Lebensräume reichen dabei von arktischen Böden bis hin zu heißen Quellen. Die Aufgabe bleibt jedoch stets die gleiche: Als NOB wandeln sie das beim Stickstoffrecycling freigewordene Nitrit zu Nitrat um. "Die Nitrit-Oxidation ist ein karges Brot. Daraus kann man nicht viel Energie gewinnen. Es ist in etwa so, als würde sich ein Mensch nur von Wasser und Brot ernähren."

Trotz dieser eher schwierigen Nische gehören Nitrospira zu den am weitesten verbreiteten Bakterien. Diese Anpassung bei gleichzeitiger Vielfalt steht im Mittelpunkt des Forschungsinteresses: "Hier am Department für Mikrobielle Ökologie interessieren wir uns für die Rolle, die Mikroorganismen in der Natur spielen. Uns reizen besonders die schwer kultivierbaren Fälle. Im Fokus steht auch ihr Zusammenleben mit anderen Organismen, Symbiosen, genauso wie die Rolle, die Mikroorganismen für Menschen spielen."

Internationale Zusammenarbeit

Die Ergebnisse aus dem Projekt könnten langfristig zur Verbesserung der Abwasserreinigung beitragen. Dabei baut Holger Daims auf internationale Zusammenarbeit: "Unsere Aufgabe besteht nicht darin, Kläranlagen zu entwerfen, sondern etwas über die Bakterien herauszufinden, die in den Anlagen wichtig sind. Dieses biologische Wissen teilen wir aber gerne mit den Ingenieuren, die die Kläranlagen schließlich konzipieren und bauen." Vor allem in Entwicklungsländern, die sich bis heute vielfach keine teuren Kläranlagen leisten können, wäre eine solche Optimierung der Abwasserreinigung von Vorteil.

Kontakt:

Univ.-Ass. Dipl.-Biol. Dr. Holger Daims
Department für Mikrobielle Ökologie
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA I)
T: +43-1-4277-543 92
holger.daims@univie.ac.at
Rückfragehinweis:
Pamela Paulic
Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien
1010 Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1
T +43-1-4277-175 31
pamela.paulic@univie.ac.at

Alexandra Frey | idw
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at/175

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verteidigung um fast jeden Preis
14.12.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

nachricht Mitochondrien von Krebszellen im Visier
14.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten