NaCl-freie Salze als potenzielle Lebensräume für außerirdisches Leben

• Antragsteller: Dr. Jacob Heinz
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455070607

Auf der Erde ist Natriumchlorid (NaCl) das am häufigsten vorkommende lösliche Salz und bildet den Hauptbestandteil gelöster Salze im Meerwasser. Folglich konzentriert sich mikrobielle Forschung zumeist auf die Untersuchung von Adaptionen, die es Organismen ermöglichen, hohe Konzentrationen dieses Salzes, teilweise sogar bis zur Sättigung, zu tolerieren. Jedoch wurde eine Vielzahl anderer Salze, sowohl auf der Erde als auch auf anderen Himmelskörpern, identifiziert, wie beispielsweise Nitrat- , Perchlorat- oder Calciumsalze in der Atacama-Wüste, Chile, genauso wie auf dem Mars. Leider ist unser Verständnis über die Fähigkeit dieser hypersalinen, aber NaCl-freien Umgebungen, halotolerantes Leben zu ermöglichen und Biosignaturen zu konservieren, begrenzt und bedarf daher einer gründlicheren Erforschung. Zur Verfolgung dieses Ziels werden im Rahmen des beantragten Projektes Proben aus hypersalinen Umgebungen in Chile untersucht, die andere Salze als NaCl enthalten. Die Proben werden hinsichtlich ihrer geochemischen Eigenschaften und mikrobiellen Zusammensetzung analysiert, um Korrelationen zwischen den beiden Parametern zu ermitteln. Darüber hinaus werden Kultivierungsexperimente durchgeführt, die die Isolierung halophiler Arten ermöglichen sollen, die in Gegenwart von NaCl-freien Salzen wachsen. Anschließend werden diese Organismen, zusammen mit bereits gut erforschten Modellorganismen, hinsichtlich ihrer salzspezifischen Anpassungen und Stressreaktionen mit modernsten proteomischen und metabolomischen Methoden untersucht. Die Interpretation der Ergebnisse dieser Analysen wird dazu beitragen, das Potenzial abschätzen zu können, inwiefern hypersaline, NaCl-freie Umgebungen als Lebensräume für terrestrische und mögliche außerirdische Lebensformen dienen können. Des Weiteren werden durch stressinduzierte Biosynthese angereicherte Metabolite hinsichtlich ihrer Eignung untersucht als chemische Biosignaturen für Raumfahrtmissionen oder als biotechnologische Produkte für medizinische, pharmazeutische, kosmetische oder andere Industrien zu fungieren. Diese Forschung verbessert nicht nur unser Verständnis der Anpassungsfähigkeit extremophiler Organismen und unsere Fähigkeiten, potenziell Leben in außerirdischen, hypersalinen Umgebungen zu detektieren, sondern ist auch relevant für Bewertungen der Effizienz von Methoden der In-situ-Ressourcennutzung auf dem Mars.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen