Karlsruher Forscher arbeiten an der „Micromatrix“
Karlsruhe (dpa/wvg) - Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) werden Mikroben sortiert. All jene, die die Wissenschaftler interessieren, haben sie mittels Fluoreszenz zum Leuchten gebracht. Mit dem bloßen Auge ist das nicht erkennbar, aber unterm Mikroskop entstehen Aufnahmen, auf denen die Mikroorganismen in Pink, Grün oder auch mal bläulich erscheinen.
Mikroben sind winzig kleine Lebewesen wie Bakterien. Für die Forschung sind sie interessant, weil einige antivirale oder antibiotische Wirkstoffe produzieren können, wie Professorin Anne-Kristin Kaster vom KIT-Institut für biologische Grenzflächen 5 erklärt. Andere vermögen zum Beispiel beim Stoffwechsel Elektronen abzugeben und Strom zu erzeugen.
Welche biotechnologischen Anwendungsmöglichkeiten sie bieten, weiß man häufig noch gar nicht. Denn nur rund ein Prozent aller auf der Welt vorkommenden Mikroorganismen kann bisher im Labor kultiviert und untersucht werden. Das seien zwar immerhin fast 50.000 Mikroorganismen, sagt Kaster. Weil aber 99 Prozent nicht kultivierbar sind, ist mitunter auch von „Dunkler Materie“ in der Welt der Mikroorganismen die Rede.
Das liegt zum einen daran, dass sie oftmals in extremen Umgebungen vorkommen, aber auch daran, dass sie in der Natur in der Regel in Gemeinschaften auftauchen - in Biofilmen. Das Ziel der Forscher: Sie wollen die Mikroben gewissermaßen aus der WG holen und ins Eigenheim umsiedeln.
Dafür hat Kersten Rabe mit seinem Team vom KIT-Institut für biologische Grenzflächen 1 eine Art Sieb-Struktur entwickelt. Sie ist der natürlichen Matrix nachempfunden, die Mikroorganismen in der Natur umgibt und von diesen selbst produziert wird. Davon abgeleitet hat das Projekt auch seinen Namen: „Micromatrix“.
„Bakterien brauchen physikalischen Kontakt“, erklärt er. Auf der Gitterstruktur könnten sie anhaften und wachsen. Räumlich werden sie getrennt, aber ein Austausch von Botenstoffen, Enzymen oder ähnlichem ist weiter möglich. Das ist wichtig, weil sie manche Wirkstoffe zum Beispiel nur dann produzieren, wenn sie sie etwa zur Abwehr brauchen.
Für das Umsiedeln müssen die Mikroorganismen maschinell sortiert werden. Dafür werden sie zum Leuchten gebracht, indem sie innen oder außen einen fluoreszierenden Marker verpasst bekommen. Für die Anaerobier, die nicht oder nur kurz mit Sauerstoff in Kontakt geraten dürfen, geschieht das in einem mit Stickstoff gefluteten Zelt.
Die „Micromatrix“-Technologie soll breit anwendbar sein, so dass künftig auch andere Wissenschaftler möglichst einfach mit ihren Mikroben forschen können. Das Ziel, so formuliert es Kaster, seien Erkenntnisse über mögliche Einsätze von Mikroben, etwa um Medikamente zu entwickeln, Schadstoffe und Plastik abzubauen oder Wasserstoff zu produzieren. Das alles mit einer nachgeahmten Umwelt.