Bakterien unter Druck für die Behandlung von Verschmutzung
Das EU-finanzierte Projekt BACSIN (Bacterial abiotic cellular stress and survival improvement network) untersuchte die ökologische Überlebensstrategie von unterschiedlichen Bakterienstämmen mit guten Abbaupotenzial (sogenannte Bacsine). Systembiologie, Einzelzell-Mikrobiologie, klassische Genetik und Modellierung trugen alle zu einem ganzheitlichen Bild der Biologie von Bacsinen unter Stress bei. Bakterienstämme wurden auf der Grundlage von Zielschadstoffen, einschließlich Alkane und Chlorphenole, ausgewählt. Ihre bevorzugten ökologischen Nischen wurden getestet, um das Verhalten unter verschiedenen Belastungen und Umgebungen zu bewerten. Alle Überlebensstrategien der Mikroben umfassten Membranwechsel, Synthese von kompatiblen gelösten Stoffen oder parallele und redundante Stoffwechselwege. Mikrokosmos-Studien mit Pflanzenblättern, Pflanzenwurzeln, Böden, Sedimenten, Meeresstränden, Biofilmen und Reaktoren haben deutlich gezeigt, welche Stämme überlegene Überlebensfähigkeit besitzen. Der Schwerpunkt lag auf Formulierungen, die den Mikroben ermöglichen würden, ihre Abbaufunktion zu erfüllen. Tests an den Standorten umfassten einen katabolen Gen-Chip und ein entsprechendes durch BACSIN entwickeltes Protokoll. Nach umfangreichen Tests an verschiedenen Standorten und durch verschiedene Betreiber waren zwei Dekontaminationsbereiche erfolgreich. Die Rhizoremediation mit einer Kombination aus Pflanzen und Inokulation mit Bacsinen war eine erfolgreiche Strategie für Erdöl-Altlasten. Vermiculit-formulierte Bacsine führten zu guten Abbauergebnissen bei mit Chlorphenol kontaminiertem Boden. Überraschenderweise konnten reichlicher vorhandene Stämme von belasteten Standorten, die als überlegen vermutet wurden, letztendlich gar nicht so gut überleben. Allerdings überlebten die meisten der ausgewählten Bacsine und trugen bei Feldversuchen zum Schadstoffabbau bei. Daraus lässt sich schließen, dass eine Vorprüfung das am besten geeigneten Bacsin für das Überleben und den Schadstoffabbau ergeben wird. Verbreitet wurden die Ergebnisse vor allem über die Projekt-Website, einen internationalen Studentensommerkurs im Juli 2011 in Lausanne und ein internationales Abschlusssymposium über den rationellen Einsatz von Bakterien für die Bioaugmentation im April 2012 in Amsterdam. Rund 60 Artikel wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht. Diese Ergebnisse zusammen mit der Isolierung von natürlichen Bacsinen von Umweltstandorten, sollen die Nutzung von bakteriellen katalytischen Aktivitäten zur gezielten Behandlung von Verschmutzungen verbessern. Die Umsetzung der Ergebnisse von BACSIN könnte den biologischen Abbau mit offensichtlichen Vorteilen für die Umwelt verbessern.
Schlüsselbegriffe
Bakterien, Stressresistenz, Behandlung von Verschmutzung, Bacsine, Umwelt