Cyanobakterien liefern nicht nur Antibiotika, antivirale Substanzen und abbaubare Kunststoffe, sondern können auch in Symbiose mit Pilzen leben, den sogenannten Cyanoflechten. Forschende an der Hochschule Kaiserslautern entdeckten eine verblüffende Vielfalt dieser symbiontischen Cyanobakterien und erschließen nun das biotechnologische Potenzial der Organismen.
Ein internationales Forschungsteam der Hochschule Kaiserslautern hat eine überraschende Vielfalt an Pilzpartnern in Flechten entdeckt, die extreme Umgebungen von der Antarktis bis zur Atacama-Wüste besiedeln. Diese Flechten bestehen meist aus einem Schlauchpilz, der in Symbiose mit Grünalgen oder Cyanobakterien lebt. Diese Symbiosen, die als Flechtenthallus bezeichnet werden, bieten Lebensraum für viele weitere Organismen und bilden miniaturisierte Ökosysteme.
Besonders wenig erforscht waren bisher einzellige Cyanobakterien, die als Symbiosepartner in Flechten leben. Cyanobakterien, die vor 3,5 Milliarden Jahren die Fotosynthese erfunden haben, liefern Zucker an ihre Symbiosepartner. Sie tragen maßgeblich zur heutigen Pflanzenvielfalt und zum Sauerstoffgehalt der Atmosphäre bei. Die Isolation und Charakterisierung dieser Cyanobakterien war bisher schwierig und führte oft zu Missinterpretationen.
Das Team um Dr. Patrick Jung, Dr. Laura Briegel-Williams und Dr. Michael Lakatos hat ein internationales Netzwerk aufgebaut, um Cyanoflechten zu sammeln und die Cyanobionten mit neuen Methoden zu isolieren und zu analysieren. Dabei entdeckten sie eine große Vielfalt an Cyanobakterien, die bisher unbekannt war. Ihre Ergebnisse wurden im Fachmagazin ISME Communications veröffentlicht und enthüllen, dass ein wichtiger Aspekt der Cyanobakterien-Diversität bisher übersehen wurde.
Diese Forschung zeigt nicht nur die unterschätzte Biodiversität, sondern birgt auch einen ungeahnten Schatz der biotechnologischen Potenziale dieser Symbionten bei der Produktion von innovativen Enzymen, Wirkstoffen und Wertstoffen. Die Ergebnisse eröffnen neue Horizonte sowohl in der biologischen Vielfalt als auch in der Biotechnologie und versprechen viele weitere spannende Entdeckungen.
Bild: Cyanoflechte mit einzelligen Cyanobakterien (Peltula sp.).jpg
((BU)) Cyanoflechte: starke Vergrößerung des Flechtenthallus der Cyanoflechte Peltula sp., die mit einzelligen Cyanobakterien eine Symbiose eingeht.
Bild: Peltula sp. Querschnitt
((BU)) Peltula: Stark vergrößerter Querschnitt durch den Thallus der Cyanoflechte Peltula sp. mit blau-grünen Cyanobakterien, die den Pilzpartner (weiß) durch die Fotosynthese mit Zucker versorgen.
Bild: 20240801_130152_Briegel-Williams_ Lakatos_Jung
((BU)) Dr. Laura Briegel-Williams, Dr. Michael Lakatos und Dr. Patrick Jung (v.l.n.r.) sammeln Cyanoflechten aus der ganzen Welt. Und völlig überraschend war für sie die große Vielfalt, welche die Forschenden dabei entdeckten. (Foto: HSKL)
Jung, Patrick; Briegel-Williams, Laura; Büdel, Burkhard; Schultz, Matthias; Nürnberg, Dennis J.; Grube, Martin et al. (2024): The underestimated fraction: diversity, challenges and novel insights into unicellular cyanobionts of lichens. In: ISME communications 4 (1), ycae069. DOI: 10.1093/ismeco/ycae069.
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Quelle Text/Bild:
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Kaiserslautern, 02.08.2024
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