Enzyme aus dem Termitendarm für die Industrie

Forscher der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz haben Mikroorganismen kultivieren können, die dazu fähig sind, schwer verdauliches Holz abzubauen. Damit ist ein Durchbruch bei der Gewinnung von Enzymen zum Holzabbau gelungen. Die das Holz abbauenden Enzyme können nun in größerem Maßstab hergestellt und für die Industrie, etwa die Papier- oder Textilverarbeitung, verfügbar gemacht werden. Quelle für die Enzyme sind Mikroorganismen aus dem Darm holzfressender Termiten.

„Mastotermes darwiniensis ist sozusagen unsere Haus- und Hoftermite“, erläutert Jürgen Fröhlich vom Institut für Mikrobiologie und Weinforschung. Die aus Australien stammenden Tiere werden auch „weiße Ameisen“ genannt, sind zwischen 1,5 und zehn Zentimeter (Königin) lang und weniger mit Ameisen als vielmehr mit Schaben und Heuschrecken verwandt. Die staatenbildenden Insekten leben in Symbiose mit Bakterien, Hefen und Flagellaten, um die schwer verdaulichen Holzbestandteile zu zerlegen. Ein Staat, der über eine Mio. Mitglieder umfasst, könnte beispielsweise ein Blockhaus innerhalb einer Woche baufällig machen. Pilze, die ebenfalls Holz abbauen, bräuchten Jahre dazu.

Die Schwierigkeit beim Holzabbau ist es, die so genannte Lignocellulose zu erschließen. Lignin ist der extrem schwer verdauliche Klebekitt des Holzes. Fröhlich vermutet, dass von den Termiten und ihren Besiedlern sehr kleine Enzyme verwendet werden, um das verkleisterte Holz abzubauen. Lignocellulose wird dann über mehrere Schritte zu Oligosacchariden, Disacchariden und Glucose abgebaut. Übrig bleibt Lignin, das zum Bau von Termitenhügeln dient. Diese Bauten bzw. Nester sind extrem hart und können eine Höhe von bis zu sechs Metern erreichen.

„Das Geheimnis der niederen Termiten ist eine 200 bis 300 Mio. Jahre alte Symbiose mit verschiedenen Mikroorganismen“, erklärt Fröhlich. Schon länger bekannt ist, dass kleine Einzeller, die Flagellaten, den Termitendarm besiedeln und dort das gefressene Holz zersetzen und als Kohlenstoffquelle für sich und die Bakterien nutzen. Neuere Forschungen zeigen, dass auch eine Vielzahl von Bakterien die schwer abbaubaren Nahrungsquellen im Darm zerlegt.