Die Metagenom-Langzeitdatensätze des IGB von 4 Seen waren ein wichtiger Bestandteil der Studie. | Foto: Thomas Gonsiorczyk
Tetrapyrrole werden auch „Pigmente des Lebens" genannt. Denn sie sind mehr als nur Farbe: Sie sind unverzichtbar für biologische Prozesse, wie beispielsweise das Chlorophyll für die Photosynthese, also den Energiestoffwechsel der Pflanzen. Oder das Häm im Hämoglobin, das Sauerstoff binden kann und so dafür sorgt, dass unsere Blutkörperchen den Sauerstoff durch den Körper transportieren. Tetrapyrrole kommen in allen lebenden Organismen vor und werden auf unterschiedliche Weise synthetisiert. In Alphaproteobakterien, Säugetieren und Vögeln über den Shemin-Weg, in anderen Bakterien, Archaeen und Pflanzen über den C5-Weg.
In dieser aktuellen Studie konnte das Forschungsteam unter Leitung der Universität Kaiserslautern-Landau nun ein wichtiges Gen (VAlaS) des Shemin-Weges in Bakteriophagen nachweisen. Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien befallen können und in Gewässern die am häufigsten infektiösen Partikel sind. Sie infizieren Archaeen und Bakterien und können bewirken, dass bestimmte Gene in den Wirt gelangen und/oder aktiviert werden, die den Stoffwechsel erhöhen, damit sich die Viren auf Kosten des Wirts besser vermehren können.
"Der Nachweis des Schlüsselgens für den Shemin-Weg in den Phagen deutet darauf hin, dass sie damit in der Lage sind, die Bildung von Tetrapyrrolen in infizierten Bakterien zu fördern oder gar zu induzieren. Auf diese Weise können sie dafür sorgen, dass wichtige Stoffwechselfunktionen aufrechterhalten oder energetisch effizienter werden. Dieses Gen ist damit vermutlich ein wichtiger Erfolgsfaktor für die Infektion der gentragenden Phagen", erklärt Professor Hans-Peter Grossart, Mitautor der Studie und Forscher am IGB.
Die Forschungsergebnisse wurden durch den LIMNOS-Metagenom-Langzeitdatensatz des IGB unterstützt. Dieser Datensatz umfasst sequenzbasierte Informationen aus vier Seen in Nordostdeutschland und war für die Untersuchung im Süßwasser von großer Bedeutung.
