Wissenschaftsbild des Monats

Bakterien mit Kompass

Mit einem Sinn für Magnetfelder lebt ein Bakterium in Gewässersedimenten. Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum Berlin haben den inneren Kompass der Bakterien an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht.

Im Reich der Bakterien regiert große Vielfalt. So gibt es sogar Bakterien mit einem Sinn für Magnetfelder. Diese dreidimensionale Aufnahme (Tomographie) mit einem Elektronenmikroskop zeigt ein solches Bakterium, es handelt sich um Magnetospirillum gryphiswaldense. Golden eingefärbt sind Nanopartikel aus einer magnetischen Eisenverbindung, die das Bakterium in sich trägt. Diese so genannten Magnetosomen haben einen Durchmesser von etwa 45 Nanometern. Wie von selbst haben sie sich zu einer leicht geschwungenen Linie angeordnet, die an eine Wirbelsäule erinnert. Dieser „innere Kompass“ richtet sich nicht nur selbst nach dem Erdmagnetfeld aus, sondern bewegt damit auch das ganze Bakterium.

Das Bakterium mit dem feinen Magnetsinn lebt in Gewässersedimenten. Offenbar hilft ihm der innere Kompass, dort optimale Lebensbedingungen zu finden.

Aber die Nanomagnete müssten sich eigentlich gegenseitig anziehen. Wie sie sich dennoch zu einer stabilen Kette anordnen können, war bisher ein Rätsel. Eine Kooperation aus spanischen und deutschen Teams am Helmholtz-Zentrum Berlin hat den inneren Kompass in Magnetospirillum gryphiswaldense an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht. Tatsächlich zeigten die Experimente etwas Überraschendes: Anders als bisher vermutet, ist das Magnetfeld der Magnetosomen nicht parallel zur Kette ausgerichtet, sondern leicht schräg dazu, so dass die Magnetosomenkette keine flache Linie ist, sondern eher eine Spirale.

Die Mechanismen zu verstehen, die die Form der Kette beeinflussen, sei sehr wichtig, betonen die Wissenschaftler. Solche bewährten Erfindungen der Natur können als Inspiration dienen, zum Beispiel zur Steuerung von Nanorobotern in biomedizinischen Anwendungen.

Bild: HZB

Antonia Rötger

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