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Thermus aquaticus
Thermus aquaticus ist eine Spezies (Art) thermophiler, d. h. wärmeliebender, gramnegativer Bakterien, die in heißen Quellen und Geysiren beispielsweise im …
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Merkmale und Lebensraum
Thermus aquaticus ist eine Art thermophiler (wärmeliebender), gramnegativer Bakterien. Sie lebt in heißen Quellen und Geysiren, beispielsweise im Yellowstone-Nationalpark. Dort entdeckten Forschende der Indiana University die Art 1969 in der Mushroom Spring nahe dem Great-Fountain-Geysir; später wurde sie auch in der benachbarten Octopus Spring gefunden.
In diesen Quellen beträgt die Umgebungstemperatur etwa 50 bis 80 °C. T. aquaticus ist aerob, benötigt also Sauerstoff. Es ernährt sich chemoorganotroph: Es nutzt organische Stoffe wie Aminosäuren, Zucker, verschiedene organische Säuren oder Mischungen anderer Stoffe.
In der Zellwand von Thermus ist Peptidoglykan enthalten. Dabei ist die sonst vorkommende Diaminopimelinsäure durch Ornithin ersetzt.
Systematisch gehört die Art zur Domäne Bakterien (Bacteria), zur Abteilung Deinococcus-Thermus, zur Klasse Deinococci, zur Ordnung Thermales und zur Gattung Thermus. Ihr wissenschaftlicher Name lautet Thermus aquaticus; die Erstbeschreibung stammt von Freeze & Brock, 1969.
Taq-Polymerase und PCR
Seit den 1980er Jahren wurde T. aquaticus durch Arbeiten von Kary Mullis bekannt. Das Bakterium liefert eine thermostabile DNA-Polymerase, also ein hitzebeständiges Enzym zum Aufbau von DNA. Sie heißt Taq-Polymerase oder kurz Taq-Pol.
Die Taq-Polymerase vereinfachte die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur Vervielfältigung von DNA wesentlich. Bei der PCR gibt es einen Denaturierungsschritt. Da das Enzym diesen Schritt übersteht, muss die Polymerase nicht nach jedem Zyklus erneut zugegeben werden.
Wirtschaftliche und rechtliche Bedeutung
Die aus Quellen des Yellowstone-Nationalparks isolierten Bakterien und Archaeen besitzen laut Artikel ein großes finanzielles Potenzial für Pharmakonzerne. Der Schweizer Konzern Roche vertreibt beispielsweise die Taq-Polymerase und erzielt damit Einnahmen in Milliardenhöhe.
Im August 1997 schloss der National Park Service mit der US-Biotechfirma Diversa ein Abkommen über geistige Eigentumsrechte an hitzestabilen Mikroorganismen aus Geysiren und heißen Quellen des Parks. Als das Abkommen im März 1998 öffentlich wurde, protestierten mehrere NGOs gegen den als Biopiraterie bezeichneten Fall und leiteten rechtliche Schritte ein. Ein US-Gericht annullierte den Bioprospektionsvertrag im März 1999. Nach einem Gerichtsurteil von 2000 darf der National Park Service künftig finanziell an Forschungsergebnissen aus dem Yellowstone-Nationalpark teilhaben.