Bakterium mit leitender Funktion

Das stromleitende Kabelbakterium Electronema ist »Mikrobe des Jahres 2024«. Zehntausende der winzigen Mikroorganismen können im Verbund bis zu fünf Zentimeter lange Ketten bilden, die auch Kabel genannt werden. »Diese sind durch stromleitende Proteinfasern in ihrer Zellhülle verbunden«, teilte die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) in Frankfurt mit.

Die Kettenform der Bakterien der Gattung Electronema ermöglicht eine besondere Arbeitsteilung. So leben Tausende von Zellen jedes einzelnen Kabels im unteren Teil des Sediments von Gewässern, wo sie Sulfid zu Sulfat umwandeln. Dabei entstehen negativ geladene Elektronen, die über die stromleitenden Fasern ans andere Ende des Kabels an der Sedimentoberfläche fließen und dort auf Sauerstoff übertragen werden.

Dadurch können Kabelbakterien als einzige Organismen das Sulfid in einer Zone verbrauchen, wo es keinen Sauerstoff gibt. Das sei »ein großer Vorteil gegenüber konkurrierenden Mikroorganismen«, so die VAAM. Kabelbakterien wurden demnach erst vor zwölf Jahren am Grund von Meeren und Seen entdeckt.

Kabelbakterien können zwar in der Natur nachgewiesen, bislang aber noch nicht isoliert im Labor vermehrt werden. Sie können unter anderem auch den Schadstoffabbau in Gewässern fördern und die Bildung von Treibhausgasen reduzieren. »So entsteht in überfluteten Reisfeldern jährlich eine große Menge des klimaschädlichen Methans. Kabelbakterien leben im Wurzelbereich von Reispflanzen und können dort die Methanbildung verringern.«

Die Stromleitung in den Proteinfasern der Kabelbakterien ähnele der eines metallischen Kabels, schreibt die VAAM. Damit seien sie für eine auf Biomaterialien basierende Elektronik äußerst interessant. Die leitfähigen Strukturen der Kabelbakterien seien zwar bereits patentiert, doch von einer kommerziellen Umsetzung sei die Entwicklung noch weit entfernt.