Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Göttingen hat die Überlebenschancen von Kombucha-Kulturen unter marsähnlichen Bedingungen untersucht. Kombucha ist als Getränk bekannt, das manchmal auch Teepilz oder Pilztee genannt wird und durch Fermentation von gezuckertem Tee mit Kombucha-Kulturen hergestellt wird – einer symbiotischen Kultur aus Bakterien und Hefe. Obwohl die simulierte Marsumgebung die mikrobielle Ökologie der Kombucha-Kulturen zerstörte, überlebte überraschenderweise eine zelluloseproduzierende Bakterienart. Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Grenzen in der Mikrobiologie.
Die Wissenschaftler des Projekts „Biology and Mars Experiment“ (BIOMEX) hatten bereits 2014 mit Unterstützung der Europäischen Weltraumorganisation Kombucha-Kulturen zur Internationalen Raumstation (ISS) geschickt. Ziel war es, mehr über die Robustheit von Zellulose als Biomarker, die genomische Architektur von Kombucha und sein Überlebensverhalten unter außerirdischen Bedingungen zu erfahren. Nach eineinhalb Jahren unter simulierten Marsbedingungen außerhalb der ISS wurden die Proben auf der Erde reaktiviert und für weitere zweieinhalb Jahre kultiviert.
Der Leiter des Veterinärmedizinischen Instituts der Universität Göttingen, Professor Bertram Brenig, war im Team mit Forschern der Universität Minas Gerais in Brasilien für die Sequenzierung und bioinformatische Analyse der Metagenome der reaktivierten Kulturen und einzelner Kombucha-Kulturen verantwortlich. „Basierend auf unserer metagenomischen Analyse fanden wir heraus, dass die simulierte Marsumgebung die mikrobielle Ökologie von Kombucha-Kulturen drastisch störte. Wir waren jedoch überrascht zu entdecken, dass die zelluloseproduzierenden Bakterien der Gattung Komagataeibacter überlebten.“
Die Ergebnisse legen nahe, dass die von den Bakterien produzierte Zellulose wahrscheinlich für ihr Überleben unter außerirdischen Bedingungen verantwortlich ist. Dies liefert auch den ersten Beweis dafür, dass bakterielle Zellulose ein Biomarker für außerirdisches Leben sein könnte und Membranen oder Filme auf Zellulosebasis ein gutes Biomaterial zum Schutz von Leben und zur Herstellung von Konsumgütern in außerirdischen Siedlungen sein könnten.
Ein weiterer interessanter Aspekt dieser Experimente könnte die Entwicklung neuartiger Arzneimittelabgabesysteme sein (z. B. die Entwicklung von Arzneimitteln, die für den Einsatz im Weltraum geeignet sind). Ein weiterer Schwerpunkt lag auf Untersuchungen zu Veränderungen der Antibiotikaresistenz: Das Forscherteam konnte zeigen, dass in den exponierten Kulturen die Gesamtzahl der Antibiotika- und Metallresistenzgene angereichert war, was bedeutet, dass diese Mikroorganismen trotz Antibiotika oder Metallen in der Umwelt überleben könnten. „Dieses Ergebnis zeigt, dass den Schwierigkeiten im Zusammenhang mit Antibiotikaresistenzen in der Weltraummedizin in Zukunft besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte“, so die Wissenschaftler.
Daniel Santana de Carvalho et al., Komagataeibacter oboediens, Mitglied der weltraumexponierten mikrobiellen Kombucha-Community, zeigte nach der Reaktivierung auf der Erde nur geringfügige Veränderungen in seinem Genom, Grenzen in der Mikrobiologie (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2022.782175