Bakterien aus einer indischen M\u00fclldeponie k\u00f6nnten helfen, chemische Altlasten zu beseitigen. Im Fokus stehen Pestizide wie Lindan oder bromierte Flammschutzmittel, die sich in der Natur und in Nahrungsketten anreichern. Forscher der Empa und der Eawag erzeugten mit Hilfe dieser Bakterien Enzyme, die solche Chemikalien zerlegen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Die Produktion von Chemikalien ist eine umst\u00e4ndliche Sache. Oft entsteht in der Fabrik nur zu einem kleinen Teil das, was man eigentlich m\u00f6chte. Der grosse Rest ist unbrauchbar \u2013 oder gar schlimmer. Beispiele? Das Entlaubungsmittel \u00abAgent Orange\u00bb, das die USA im Vietnamkrieg einsetzten, war in grosser Eile produziert. Es enthielt als Verunreinigung Dioxin. So verloren nicht nur B\u00e4ume in der Kampfzone ihr Laub, auch US-Soldaten und vietnamesische Zivilisten erkrankten Jahre sp\u00e4ter an Krebs.<\/p>\n\n\n\n
Auch aus der Landwirtschaft gibt es Beispiele: Bei der Herstellung des Insektizids Lindan, einem Hexachlorocyclohexan (HCH), entsteht nur zu maximal 15 Prozent der gew\u00fcnschte Stoff. 85 Prozent der Reaktionsbr\u00fche ist dagegen Sonderm\u00fcll. In den 1950er-Jahren wurde diese giftige Mixtur noch komplett auf Felder und Obstplantagen verspritzt, danach trennte man das wirksame Lindan ab und verkaufte es rein, den Rest verbrachte man auf M\u00fclldeponien. Dort liegen die Chemikalien oft heute noch. Seit 2007 ist Lindan in der EU verboten, in der Schweiz wird es schon l\u00e4nger nicht mehr eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n
Auch das Flammschutzmittel Hexabromocyclodekan (HBCD) ist eine Mixtur aus mehreren Stoffen. Es wurde in den 1970er-Jahren erfunden, im Massstab von mehreren 10 000 Tonnen pro Jahr produziert und in Polystyrol-D\u00e4mmplatten f\u00fcr Hausfassaden, in Textilien und in Plastik von Elektroger\u00e4ten verwendet. Seit 2014 ist es weltweit verboten. In der Schweiz wird HBCD-haltiger Kunststoff nicht rezykliert, sondern muss in der Kehrrichtverbrennung vernichtet werden.
International ge\u00e4chtet<\/p>\n\n\n\n
Seit 2004 regelt das \u00abStockholmer Abkommen \u00fcber persistente organische Schadstoffe\u00bb den Umgang mit solch langlebigen Umweltgiften. Die Schweiz ratifizierte die Vereinbarung 2003. Doch all diese Stoffe sind bereits in der Umwelt \u2013 und zwar fein verteilt. HBCD kommt in Kl\u00e4rschlamm, in Fischen, in Luft, Wasser und Boden vor. Die Umweltschutzorganisation WWF nahm 2004 Blutproben von elf europ\u00e4ischen Umweltministern und drei Gesundheitsministern und konnte HBCD und Lindan im Blut jedes Amtstr\u00e4gers nachweisen.
Bakterien, die Retter aus dem Boden<\/p>\n\n\n\n
Es fragt sich: K\u00f6nnen wir den Chemie-M\u00fcll der vergangenen Generationen wieder einsammeln oder unsch\u00e4dlich machen? Zum Gl\u00fcck schrecken Wissenschaftler auf ihrer Suche nach L\u00f6sungen auch vor ekligen Orten nicht zur\u00fcck: 1991 entdeckten sie fast zeitgleich in Chemiem\u00fclldeponien in Frankreich, Japan und Indien drei Bakterienst\u00e4mme, die Lindan und seine nutzlosen chemischen Geschwister verzehren konnten: Sphingobium francense, Sphingobium japonicum und Sphingobium indicum. K\u00f6nnten diese Bio-Saubermacher vielleicht auch das Flammschutzmittel HBCD und andere Gifte verdauen?<\/p>\n\n\n\n
Der Empa-Chemiker Norbert Heeb und der Eawag-Mikrobiologe Hans-Peter Kohler machten gemeinsam mit Forschenden der Z\u00fcrcher Hochschule f\u00fcr Angewandte Wissenschaften (ZHAW) und zweier indischer Institute die Probe aufs Exempel. Gemeinsam modifizierten sie die Gene der indischen Bakterien und produzierten HCH-abbauende Enzyme in Reinform. Ein Enzym ist ein Eiweiss-Molek\u00fcl, sozusagen ein Bio-Katalysator, mit dem Bakterien, aber auch andere lebende Zellen, chemische Stoffe aufbauen bzw. zerlegen k\u00f6nnen. Das Schadstoffmolek\u00fcl HCH f\u00fcgt sich in das Enzym ein, wie ein Schl\u00fcssel in ein Schloss. Dann wird ein Teil des Molek\u00fcls abgespalten. Die Bruchst\u00fccke werden wieder freigegeben, und das Enzym ist dann wieder bereit zur Aufnahme des n\u00e4chsten Schadstoffmolek\u00fcls.
Mutationen er\u00f6ffnen Chancen<\/p>\n\n\n\n
Zusammen mit der Bachelor-Studentin Jasmin Hubeli untersuchte Norbert Heeb nicht nur die in den Deponien vorkommenden Enzym-Varianten, sondern auch ein Enzym, das aus einem genetisch ver\u00e4nderten Bakterienstamm gewonnen worden war. Hier hatten die Forscher das \u00abSchl\u00fcsselloch\u00bb absichtlich vergr\u00f6ssert, damit die gr\u00f6sseren HBCD-Molek\u00fcle besser zerlegt werden k\u00f6nnen. Das Ergebnis: Die genetische Modifikation an den Bakterien beeinflusste tats\u00e4chlich die Geschwindigkeit, mit der der Schadstoff abgebaut wurde.<\/p>\n\n\n\n
Empa-Forscher Heeb stimmen diese Ergebnisse hoffnungsvoll: \u00abDamit haben wir nun tats\u00e4chlich eine Chance, diese von der Menschheit produzierten und grossfl\u00e4chig verteilten, langlebigen Gifte mit biologischen Methoden unsch\u00e4dlich zu machen.\u00bb Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Das Schl\u00fcssel-Schloss-Prinzip der hilfreichen Enzyme muss noch genauer durchschaut werden, bevor es in Zukunft massgeschneiderte Enzyme f\u00fcr Chemiegifte geben kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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