So finden Sie fremde Bakterien

31.12.2014

Es wurde ein Mikrosensor erfunden, der einen lebenden Mikroorganismus von anderen organischen Stoffen unterscheiden kann. Es ist möglich, dass es hilft, unbekannte Lebensformen auf anderen Planeten zu entdecken.

Wie ist das Leben auf der Erde entstanden? Ob unser Planet einen Einzelfall darstellt oder lebende Materie ein typisches Phänomen im Universum ist – eine Antwort auf diese Frage hat die moderne Wissenschaft noch nicht gegeben. Es gibt Projekte zur Suche nach außerirdischen Zivilisationen wie SETI. Durch die Analyse von Radioemissionen aus dem Weltraum versuchen Forscher, die Signale zu isolieren, die eine hochentwickelte Zivilisation hinterlassen könnte.

Ein anderer Ansatz besteht darin, auf Planeten und anderen Weltraumkörpern nach Spuren organischer Materie zu suchen. Sonden, die ausserhalb der Erde geschickt werden, sind mit verschiedenen Detektoren ausgestattet, die erkennen können, ob sich bestimmte organische Moleküle im Untersuchungsgebiet befinden. Wenn Spuren von Aminosäuren in Proben gefunden werden, die beispielsweise aus dem Marsboden entnommen wurden, ist dies ein sehr starker Beweis für die Existenz von Leben auf dem Planeten.

Und was tun, wenn es nicht nur darum geht, organische Moleküle nachzuweisen, sondern unbekannte Lebewesen zu finden? Ein Foto von einem grünen Mann zu machen, wäre sicherlich ein großer Erfolg, aber was ist mit nicht so hohen Lebensformen?

Forscher von Universitäten in Belgien und der Schweiz haben eine neue Methode entwickelt, um Lebendes von Unbelebtem zu unterscheiden, auch wenn es sehr, sehr klein ist. Die Idee ist, dass sich jedes lebende Objekt, egal von welchem ​​Planeten, bewegen muss und daher bestimmte Schwingungen erzeugt. Erinnern Sie sich an die berühmten Aufnahmen aus dem Film „Jurassic Park“, als das Kräuseln von Wasser in einem Glas vor der Annäherung eines großen Dinosauriers warnte. Die schweren Schritte des Raubtiers verursachten Vibrationen im Boden, die von dem umgebenden Objekt übertragen wurden. Es stellt sich heraus, dass, wenn anstelle eines Dinosauriers nur ein einzelliges Bakterium vorhanden ist, seine "Schritte" immer noch zu hören sind.

Die Idee eines solchen Mikrosensors entlehnten die Erfinder der Rasterkraftmikroskopie, einer Methode zur Untersuchung der Oberfläche von Materialien, mit der man sogar einzelne Atome sehen kann. Das Prinzip des Verfahrens ähnelt der Schallwiedergabe einer Schallplatte, bei der sich die Nadel entlang der Tonspur bewegt und entsprechend ihrem Profil schwingt. Eine besonders empfindliche Sonde (Cantilever) wird in einem Raum platziert, in dem sich möglicherweise lebende Organismen befinden. Gelangt ein Bakterium auf die Sonde, so werden die biologischen Prozesse dieses Organismus als erhöhte Schwingung der Sonde angezeigt. Damit das Gerät versteht, ob es ein lebendes Objekt „erfühlt“ hat, reicht etwa eine halbe Stunde Arbeit in Luft oder in einem mikroskopisch kleinen Flüssigkeitsvolumen.

Die Entwickler testeten ihr Gerät an verschiedenen Boden- und Wasserproben, die in der Nähe des Campus entnommen wurden. Beim Vergleich des Sondensignals mit lebenden Mikroorganismen mit dem Signal nach ihrer Zerstörung mit einem Antibiotikum gelang es uns, einen deutlichen Unterschied in der Art der Sondenschwingungen zu sehen.

Bisher wird die Hauptanwendung eines solchen Geräts in der pharmazeutischen Industrie gesehen – zur schnellen Bewertung der Wirksamkeit von Medikamenten. Wenn die Sonde mit den daran befestigten Bakterien keine Vibrationen mehr wahrnahm, wirkte das Medikament und die ursprünglichen Zellen starben.

Dieser Ansatz kann Analysen im Vergleich zu den heute verwendeten Methoden erheblich beschleunigen. Und ob eine solche Idee für das Studium des außerirdischen Lebens Fuß fassen wird - die Zeit wird es zeigen.

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