Forschende an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben die bisher umfassendste Studie zur Gesamtheit von Proteinen in Organismen bei unterschiedlichen Temperaturen erarbeitet. Damit wollen sie verstehen, weshalb es einige Organismen in heissen Quellen aushalten, während andere bereits bei milden Temperaturen absterben.
Bislang gingen Forscher davon aus, dass ein Grossteil der Proteine einer Zelle denaturieren, wenn der schmale Temperaturbereich, in welchem Proteine optimal funktionieren, überschritten wird. So kann beispielsweise das Darmbakterium E. coli ab 46 Grad nicht mehr überleben, weil die Formen seiner Proteine zerfallen. Forscher der ETH haben dagegen herausgefunden, dass nur ein kleiner Anteil von Schlüsselproteinen gleichzeitig denaturieren, wenn die kritische Temperatur erreicht wird. „Die Voraussage, dass die Mehrzahl der Proteine eines Organismus gleichzeitig denaturieren, konnten wir nicht bestätigen“, sagt Studienleiterin Paola Picotti. Die Forscher zeigten, dass es reicht, wenn nur wenige Schlüsselproteine absterben. Dann kann die Zelle nicht mehr weiterleben.
Die Erkenntnisse der Forscher könnten helfen, Organismen genetisch so zu verändern, dass sie auch höhere Temperaturen aushalten können, erklärt die ETH. Dies könnte etwa bei industriellen Prozessen helfen. Bereits heute wird beispielsweise Ethanol mithilfe von Bakterien produziert. Die Bakterien können dabei jedoch nur in einem engen Temperaturfenster operieren. Dies setzt beim Ertrag Grenzen. Wenn dieses Temperaturfenster erweitert wird, dann kann auch der Ertrag optimiert werden. ssp