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Sebastian Hess untersucht mit Emmy Noether-Gruppe mikrobielle Enzyme, die Zellwände zum Platzen bringen
Einzellige Mikroben sind die ältesten Organismen der Erde und zugleich die bislang am wenigsten erforschten Lebewesen im Vergleich zu ihrer enormen Vielfalt. Ab Mai 2019 kommt mit Dr. Sebastian Hess ein Forscher an das Institut für Zoologie der Universität zu Köln, der die besonderen Eigenschaften der Einzeller und ihrer teils einzigartigen Enzyme untersucht. Hess‘ Nachwuchsgruppe wird im Rahmen des Emmy Noether-Programms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für sechs Jahre mit insgesamt 1,85 Millionen Euro gefördert.
Dr. Hess, der zuvor in Halifax, Kanada arbeitete, möchte in den kommenden Jahren die Fressstrategien von hochspezialisierten, parasitoiden Mikroben besser verstehen. Diese Mikroben – zum Beispiel die Vampir-Amöbe, genannt Vampyrella – ernähren sich ähnlich wie Parasiten an einem Wirt, zum Beispiel einer Algenzelle. Dabei nutzen sie ganz eigene, zelluläre Prozesse, um sich am Wirtsorganismus nahrhaft zu laben, berichtet Hess: „Diese Mikroben perforieren die Zellwände von Wirten wie Algen und Pilzen und fressen anschließend deren Zellinhalt. Über die letzten Jahre haben wir einiges über Vielfalt, zelluläre Struktur und über die Ökologie der parasitoiden Mikroben herausgefunden. Wie diese Organismen die Zellwand der Beutezellen perforieren, ist allerdings bis heute ungeklärt.“
Bei der Vampyrella dachte man ursprünglich, sie sauge die Algenzellen aus, es zeigt sich unter dem Forschungsmikroskop jedoch, dass der Druck im Zellinneren so hoch zu sein scheint, dass das Zellplasma von alleine in den „Schlund“ der einzelligen Amöbe schießt.
Die Fressstrategie, mithilfe spaltender Enzyme Zellwände zu öffnen, hätte auch ein biotechnologisches Anwendungspotenzial, so Hess – zum Beispiel, wenn man Fruchtsaft oder Wein produzieren möchte und maximal viele Zellwände zum Platzen bringen will. „Neue Enzyme, die Zellulose spalten, sind auch für die Textilbranche oder für die Holzverarbeitung enorm interessant.“ Bis dahin sei es aber noch ein weiter Weg.
Um beteiligte Enzyme zu identifizieren, kann der Biologe auf ein bereits bestehendes molekulares Datenset von parasitoiden Einzellern zurückgreifen, das er in den letzten Jahren mit kanadischen Kollegen etabliert hat. Zukünftig wird Hess weitere Mikroben sammeln, lichtmikroskopisch und elektronenmikroskopisch untersuchen, und experimentell testen, ob ein und dieselbe Amöbe unterschiedliche Fressstrategien für unterschiedliche Beute entwickelt hat. Neben zellbiologischen Fragen interessiert sich Hess auch für die Evolution der Mikroben: „Mit meiner Forschung möchte ich zum Verständnis beitragen, wie solch eine hochspezialisierte Fressstrategie mehrfach unabhängig voneinander im Stammbaum des Lebens entstanden ist.“
Inhaltlicher Kontakt:
Dr. Sebastian Hess
+49 221 470-4013
sebastian.hess@uni-koeln.de
Presse und Kommunikation:
Frieda Berg
+49 221 470-1704
f.berg@uni-koeln.de
Criteria of this press release:
Journalists
Biology
transregional, national
Research projects
German
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