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Archaeon kann Metalle aus synthetischem Mars-Regolith oxidieren und verstoffwechseln
Wien (universität) - WissenschafterInnen um Tetyana Milojevic von der Fakultät für Chemie
der Universität Wien sind auf der Suche nach einzigartigen "Biosignaturen", die Mikroben überall
hinterlassen – auch auf synthetisch hergestellten extraterrestrischen Mineralien. Diese erforscht die Biochemikerin
und Astrobiologin in einer eigenen "Mars-Farm", wo sie die Interaktion zwischen dem Archaeon Metallosphaera
sedula und Gesteinsformen, wie sie am Mars vorkommen, beobachtet. Die Mikroben sind in der Lage, die Metalle zu
oxidieren und in ihren Stoffwechsel aufzunehmen. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachjournal "Frontiers
in Microbiology" publiziert.
Am Institut für Biophysikalische Chemie an der Universität Wien haben Tetyana Milojevic und ihr Team
eine miniaturisierte "Mars-Farm" in Betrieb genommen, die urtümliches und möglicherweise vergangenes
mikrobielles Leben simulieren soll – basierend auf Gasen und synthetisch hergestelltem Mars-Regolith verschiedenster
Zusammensetzung. Das Team hat sich auf die Interaktionen zwischen Metallosphaera sedula, einer extrem anpassungsfähigen
Mikrobenart, und verschiedenen Mineralien, die energiespendende Metalle enthalten, spezialisiert. Metallosphaera
sedula ist nämlich chemolithotroph, also fähig, anorganische Substanzen wie Eisen, Schwefel sowie Uran
zur Energiegewinnung zu nutzen.
Die zum Einsatz kommenden synthetischen Mischungen der Mineralien spiegeln verschiedene Orte und Zeitalter des
Mars wider: In "JSC-1A" findet man hauptsächlich Palagonit – ein Gestein, das aus Lava entstanden
ist; "P-MRS" ist reich an wasserhaltigen Phyllosilikaten; das sulfathaltige "S-MRS" stammt
aus dem späten sauren Zeitalter und das höchst poröse "MRS07/52" besteht hauptsächlich
aus Silizium- und Eisenverbindungen – sie alle entsprechen den Sedimente der Marsoberfläche, wie sie aus vorangegangenen
Marsmissionen bekannt sind.
"Wir konnten zeigen, dass Metallosphaera sedula aktiv die synthetischen Mineralien besiedeln kann, da sie
fähig sind, Metalle zu oxidieren um sie in ihren Stoffwechsel einzuspeisen. Durch die Kolonisation und metabolische
Nutzung der synthetischen Regolith- Mischungen verändern die Mikroben die mineralische Oberfläche und
setzen lösliche Metalle frei – zurück bleiben spezifische Signaturen, quasi 'Fingerabdrücke' der
Mikroben", erklärt Milojevic. Die metabolische Aktivität von M. sedula gekoppelt mit der Freisetzung
von löslichen Metallen könnte den Weg für künftiges extraterrestrisches Biomining ebnen, also
die Gewinnung von Schwermetallen aus Erzen von Asteroiden, Meteoriten und anderen Himmelskörpern.
Mittels Elektronenmikroskopie und analytischen spektroskopischen Methoden konnten die ForscherInnen diese Oberfläche
genauer erkunden. Die Kooperation mit der Arbeitsgruppe der Chemikerin Veronika Somoza vom Institut für Ernährungsphysiologie
und Physiologische Chemie der Universität Wien war wertvoll um diese Resultate zu liefern. "Diese Ergebnisse
erweitern unser Wissen über die biogeochemischen Prozesse von möglichem Leben abseits der Erde und liefern
somit Anhaltspunkte für die Detektion von Biosignaturen auf extraterrestrischen Material – ein weiterer Schritt,
um mögliches fremdes Leben nachzuweisen", erklärt Tetyana Milojevic.
Publikation in "Frontiers in Microbiology",
Research Topic "Habitability Beyond Earth":
Kölbl D, Pignitter M, Somoza V, Schimak MP, Strbak O, Blazevic A and Milojevic T (2017) Exploring Fingerprints
of the Extreme Thermoacidophile Metallosphaera sedula Grown on Synthetic Martian Regolith Materials as the Sole
Energy Sources. Front. Microbiol. 8:1918.
doi: 10.3389/fmicb.2017.01918
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