Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikrobiologen enttarnen rätselhafte „Comammox“-Mikroben

21.12.2015

Die Nitrifikation spielt eine Schlüsselrolle im natürlichen Stickstoffkreislauf der Erde. Der von Mikroorganismen durchgeführte Prozess besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Schritten. Seit über 100 Jahren gingen Experten davon aus, dass verschiedene Mikroorganismen für diese Abläufe verantwortlich sind. Ein internationales Forscherteam, unter Beteiligung der DVGW-Forschungsstelle an der Technischen Universität Hamburg (TUHH), hat nun – völlig konträr zum Lehrbuchwissen – Mikroben entdeckt, die die komplette Nitrifikation allein durchführen: ein Meilenstein in der Mikrobiologie. Publiziert wurde die Studie im renommierten Wissenschaftsjournal "Nature".

Bislang wurde die Nitrifikation als Zusammenspiel zweier Prozesse angesehen, bei dem durch verschiedene Mikroorganismen zuerst Ammonium zu Nitrit und anschließend Nitrit zu Nitrat oxidiert wird. Diese funktionelle Trennung hat die Mikrobiologen seit 125 Jahren verwundert.

Seitdem sind sie auf der Suche nach dem Organismus, der die vollständige Oxidation des Ammoniums zum Nitrat in einer Zelle durchführt („Comammox" = complete ammonia oxidizer). Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Michael Wagner und Holger Daims von der Universität Wien und Partnern aus Russland, Dänemark und Deutschland zeigten nun, dass Nitrit-Oxidierer der Gattung Nitrospira zur vollständigen Nitrifikation in der Lage sind und durch die Oxidation von Ammonium zu Nitrat in einem einzigen Organismus wachsen.

Die Bakterienkultur, mit der diese Entdeckung gelang, stammte aus einem 1200 m tiefen russischen Bohrloch zur Öl-Exploration. Völlig überraschend wurden funktionelle Schlüsselgene von diesen Comammox-Nitrospira in vielen Böden und Gewässern und in neuen Metagenomen von Kläranlagen und Brunnen zur Grundwasserförderung für die Trinkwasseraufbereitung nachgewiesen.

„Der Nachweis der Comammox-Nitrospira im Bereich der Trinkwasseraufbereitung zeigt deutlich die weite Ver-breitung dieser Bakterien in der Umwelt an“, erläutert Bernd Bendinger. Auch in der Trinkwasseraufbereitung müsste ein Umdenken erfolgen, denn Bakterien der Gattung Nitrospira könnten auch hier die wichtigsten Nitrifikanten sein“. Diese Entdeckung ändert grundlegend unser Bild von der Nitrifikation und wird voraussichtlich weitreichenden Einfluss auf zukünftige Forschung der Mikrobiologie des Stickstoffkreislaufes haben.

Die Wissenschaftler publizieren ihre Ergebnisse in "Nature" nach Abstimmung gleichzeitig mit Kollegen von der Radboud University Nijmegen (Niederlande), die in einem Biofilter einer Fischzucht ebenfalls Comammox-Nitrospira identifiziert hatten.

Bernd Bendinger ist Gruppenleiter Mikrobiologie der DVGW-Forschungsstelle an der Technischen Universität Hamburg (TUHH), die dem Institut für Wasserressourcen und Wasserversorgung angegliedert ist und von Prof. Dr.-Ing. Mathias Ernst geleitet wird.

Die DVGW-Forschungsstelle führt mit einem interdisziplinä-ren Team praxisnahe Forschung und wissenschaftliche Beratung zur Optimierung und Problemlösung für die Trinkwasserversorgung durch. Die Themen reichen von der Wassergewinnung bis zur -verteilung. Forschungsschwerpunkte sind u.a. Mikrobiologie und Wasserchemie der Trinkaufbereitung und -verteilung, Biofilme, Membranverfahren und Energieeffizienz.

Publikation in Nature
"Complete Nitrification by Nitrospira Bacteria": Holger Daims, Elena V. Lebede-va, Petra Pjevac, Ping Han, Craig Herbold, Mads Albertsen, Nico Jehmlich, Mar-ton Palatinszky, Julia Vierheilig, Alexandr Bulaev, Rasmus H. Kirkegaard, Martin von Bergen, Thomas Rattei, Bernd Bendinger, Per H. Nielsen, Michael Wagner; in Nature,
DOI: 10.1038/nature16461

Die Print-Versionen des Artikels erscheint in der Nature-Ausgabe 24.-31.12.2015.

Weitere Informationen
Dr. Bernd Bendinger
DVGW-Forschungsstelle TUHH
Am Schwarzenberg-Campus 3
21073 Hamburg
T +49 40 42878 3095
bendinger@tuhh.de

Prof. Dipl.-Biol. Dr. Michael Wagner
Assoz. Prof. Dipl.-Biol. Dr. Holger Daims
Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung
Universität Wien, 1090 Wien, Althanstraße 14
T +43-1-4277-76600/ 76604
wagner@microbial-ecology.net
daims@microbial-ecology.net

Jamsine Ait-Djoudi | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tuhh.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Katalyse: Hohe Reaktionsraten auch ohne Edelmetalle
19.06.2019 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Wie sich Bakterien gegen Plasmabehandlung schützen
19.06.2019 | Ruhr-Universität Bochum

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: Erfolgreiche Praxiserprobung: Bidirektionale Sensorik optimiert das Laserauftragschweißen

Die Qualität generativ gefertigter Bauteile steht und fällt nicht nur mit dem Fertigungsverfahren, sondern auch mit der Inline-Prozessregelung. Die Prozessregelung sorgt für einen sicheren Beschichtungsprozess, denn Abweichungen von der Soll-Geometrie werden sofort erkannt. Wie gut das mit einer bidirektionalen Sensorik bereits beim Laserauftragschweißen im Zusammenspiel mit einer kommerziellen Optik gelingt, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT auf der LASER World of PHOTONICS 2019 auf dem Messestand A2.431.

Das Fraunhofer ILT entwickelt optische Sensorik seit rund 10 Jahren gezielt für die Fertigungsmesstechnik. Dabei hat sich insbesondere die Sensorik mit der...

Im Focus: Successfully Tested in Praxis: Bidirectional Sensor Technology Optimizes Laser Material Deposition

The quality of additively manufactured components depends not only on the manufacturing process, but also on the inline process control. The process control ensures a reliable coating process because it detects deviations from the target geometry immediately. At LASER World of PHOTONICS 2019, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be demonstrating how well bi-directional sensor technology can already be used for Laser Material Deposition (LMD) in combination with commercial optics at booth A2.431.

Fraunhofer ILT has been developing optical sensor technology specifically for production measurement technology for around 10 years. In particular, its »bd-1«...

Im Focus: Additive Fertigung zur Herstellung von Triebwerkskomponenten für die Luftfahrt

Globalisierung und Klimawandel sind zwei der großen Herausforderungen für die Luftfahrt. Der »European Flightpath 2050 – Europe’s Vision for Aviation« der Europäischen Kommission für Forschung und Innovation sieht für Europa eine Vorreiterrolle bei der Vereinbarkeit einer angemessenen Mobilität der Fluggäste, Sicherheit und Umweltschutz vor. Dazu müssen sich Design, Fertigung und Systemintegration weiterentwickeln. Einen vielversprechenden Ansatz bietet eine wissenschaftliche Kooperation in Aachen.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und der Lehrstuhl für Digital Additive Production DAP der RWTH Aachen entwickeln zurzeit eine...

Im Focus: Die verborgene Struktur des Periodensystems

Die bekannte Darstellung der chemischen Elemente ist nur ein Beispiel, wie sich Objekte ordnen und klassifizieren lassen.

Das Periodensystem der Elemente, das die meisten Chemiebücher abbilden, ist ein Spezialfall. Denn bei dieser tabellarischen Übersicht der chemischen Elemente,...

Im Focus: The hidden structure of the periodic system

The well-known representation of chemical elements is just one example of how objects can be arranged and classified

The periodic table of elements that most chemistry books depict is only one special case. This tabular overview of the chemical elements, which goes back to...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Rittal und Innovo Cloud sind auf Supercomputing-Konferenz in Frankfurt vertreten

18.06.2019 | Veranstaltungen

Teilautonome Roboter für die Dekontamination - den Stand der Forschung bei Live-Vorführungen am 25.6. erleben

18.06.2019 | Veranstaltungen

KI meets Training

18.06.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Universität Jena mit innovativer Lasertechnik auf Photonik-Messe in München vertreten

19.06.2019 | Messenachrichten

Meilenstein für starke Zusammenarbeit: Neuer Standort für Rittal und Eplan in Italien

19.06.2019 | Unternehmensmeldung

Katalyse: Hohe Reaktionsraten auch ohne Edelmetalle

19.06.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics