archaeen

Wandernde Zellen

Unsere Körperzellen können ihre Form verändern und sich aktiv fortbewegen. So wandern beispielsweise bestimmte Immunzellen durch unser Gewebe, um Krankheitserreger aufzuspüren und zu bekämpfen.

Möglich macht das unter anderem ein dynamisches Gerüst aus Proteinen, das sogenannte Zytoskelett. Doch wann ist diese Fähigkeit im Laufe der Evolution entstanden?

Neue Erkenntnisse liefert eine Studie über die sogenannten Asgard-Archaeen. Diese einzelligen Mikroorganismen gehören zu den Archaeen, die neben Bakterien und Eukaryoten eine der drei großen Reiche des Lebens bilden.

Genetisch stehen Asgard-Archaeen den Eukaryoten, zu denen auch wir Menschen zählen, besonders nahe. Deshalb sind sie für die Erforschung der Entstehung komplexer Zellen von großer Bedeutung.

Bereits bekannt war, dass Asgard-Archaeen Gene für Proteine besitzen, die auch am Zytoskelett unserer Zellen beteiligt sind. Ein internationales Forschungsteam aus Österreich, Deutschland und Japan untersuchte nun zwei Vertreter dieser Gruppe mithilfe von Lebendzellmikroskopie, um ihre Beweglichkeit genauer zu erforschen.

Dabei beobachteten die Forschenden, wie die Archaeen lange, dünne Zellfortsätze ausbildeten, die sich innerhalb weniger Minuten verlängerten, verzweigten und wieder zurückzogen.

Mithilfe dieser Fortsätze konnten sie sich aktiv über Glasoberflächen bewegen. Teilweise hefteten sich die Fortsätze am Untergrund fest und zogen anschließend den Zellkörper nach.

Weitere Experimente zeigten, dass dabei ein Aktin-ähnliches Protein namens Lokiactin eine zentrale Rolle spielt. Wurde dessen Funktion durch bestimmte Wirkstoffe gestört, kamen die Zellen zum Stillstand.

Diese Entdeckung ist tatsächlich für das Verständnis der Evolution interessant.

Nach gängigen Modellen entstanden die ersten Eukaryoten aus einer engen Verbindung zwischen einem archaeellen Vorfahren und einem Bakterium, das innerhalb dessen lebte. Aus diesem „einverleibten“Bakterium entwickelten sich dann die Mitochondrien (Endosymbiontentheorie).

Die Fähigkeit, bewegliche Zellfortsätze auszubilden, könnte bereits bei diesem archaeellen Vorfahren vorhanden gewesen sein.

Wie diese Verbindung vor rund zwei Milliarden Jahren tatsächlich entstand, ist bis heute ungeklärt. Die neuen Beobachtungen legen jedoch nahe, dass schon die archaeellen Vorfahren unserer Zellen bewegliche Fortsätze besaßen, mit denen sie möglicherweise auch Kontakt zu anderen Mikroorganismen aufnehmen konnten.

Quelle:
Radler et al. (2026), Nature
“Dynamic protrusions mediate crawling motility in Asgard archaea”

doi.org/10.1038/…

Tip: Videos im supplementary material

Leben unter dem Eis von Enceladus?

Unter der dicken Eiskruste des Saturnmondes Enceladus liegt ein globaler Ozean, an dessen Grund vermutlich heißes Wasser mit dem felsigen Kern reagiert.

Im letzten Jahr zeigte eine Studie, dass dort eine erstaunlich vielfältige organische Chemie stattfindet. Letztes Jahr war ich noch nicht hier, daher gibt es den alten Beitrag nur auf Facebook, aber ich verlinke die alte Studie auch nochmal unten.

Falls an dieser Stelle zu der älteren Studie mehr Infos gesünscht sind, teile ich den älteren Beitrag hier gerne auch nochmal. Einfach fragen.

Eine neue Arbeit setzt jedenfalls nun mit der Frage an, ob die bekante Chemie dieses Ozeans auf Enceladus tatsächlich einen Stoffwechsel ermöglichen könnte?

Dafür hat ein Forschungsteam der LMU München einige der vermuteten Bedingungen am Meeresboden von Enceladus im Labor nachgebildet.

In sauerstofffreiem, stark alkalischem Wasser kombinierten die Forschenden Mineralien, die dem felsigen Kern des Mondes entsprechen sollen.

Bei den Wasser-Gesteins-Reaktionen entstand Wasserstoff. Genau solche Prozesse könnten auch am Meeresboden von Enceladus stattfinden.

Anschließend gaben die Forschenden Methanothermococcus okinawensis hinzu, ein Archaeon, das ursprünglich an einer hydrothermalen Quelle in unserem Meer entdeckt wurde und Wasserstoff als Energiequelle nutzen kann.

Und tatsächlich wuchsen die Archaeen selbst bei einem pH-Wert von 11 und produzierten Methan. Das ist bemerkenswert, weil bei einem so hohen pH kaum frei verfügbares CO₂ vorhanden ist.

Der größte Teil des anorganischen Kohlenstoffs liegt stattdessen als Hydrogencarbonat und Carbonat vor. Genanalysen zeigten jedoch, dass die Zellen unter diesen Bedingungen verstärkt Teile ihres Stoffwechsels zur CO₂-Fixierung aktivierten. Offenbar konnten sie so selbst die sehr geringen CO₂-Mengen noch für ihren Aufbau nutzen.

Energie und Kohlenstoff für das Wachstum stammten damit letztlich aus Bedingungen, die gezielt nach dem Vorbild von Enceladus erzeugt worden waren.

Das bedeutet natürlich nicht, dass in dem Ozean dort tatsächlich Archaeen leben. ABer es könnte durchaus sein.

Einige der chemischen Voraussetzungen, die Cassini in der älteren Studie auf Enceladus nachgewiesen hat, könnten grundsätzlich ausreichen, um einen irdischen Mikroorganismus mit Energie und Kohlenstoff zu versorgen.

Quellen:

Helmbrecht et al., 2026, Science Advances
science.org/doi/…

Khawaja et al., 2025, nature astronomy
doi.org/10.1038/…

Bildquelle:

science.nasa.gov/solar-system/…