Ein herzhafter Geschmack, "umami" genannt, war der Auslöser für die Isolierung von Corynebacterium glutamicum: 1956 suchten zwei japanische Forscher gezielt Bakterien, die einen derartigen Geschmack produzieren. Ähnlich wie bei den Geschmacksrichtungen süß, sauer, salzig und bitter gibt es für "umami" spezielle Sinneszellen auf der Zunge. Natriumglutamat löst diesen herzhaften Geschmack aus bzw. macht ihn wahrnehmbar und ist natürlicherweise etwa in reifen Tomaten, Parmesan und Schinken enthalten. Es wird als Mittel für Würze – als sog. Geschmacksverstärker – eingesetzt, vor allem in der asiatischen Küche und in Fertigprodukten. Nachdem Corynebacterium glutamicum als natürlicher Glutamat-Ausscheider identifiziert war, begann die industrielle Herstellung von Natriumglutamat aus Mikroorganismen. Heute produzieren die Bakterien weltweit mehr als 3,5 Millionen Tonnen davon jährlich.

Seit etwa 40 Jahren erforschen wissenschaftliche Institute und Unternehmen in Deutschland das Corynebacterium glutamicum. Sie nutzen gezielt gentechnische Methoden und neue Ansätze der synthetischen Biologie, um neben Aminosäuren eine breite Palette weiterer Produkte mit dieser Mikrobe herzustellen. Dazu gehören gesundheitsfördernde Naturstoffe, Antioxidantien und antimikrobielle Peptide.

Um nicht wertvolle Nahrungsmittel als Grundlage für die Aminosäureherstellung nutzen zu müssen, veränderten Forschende Corynebacterium glutamicum so, dass es alternativ Reste aus der Biodieselproduktion oder Pflanzenabfälle verwerten kann, beispielsweise Orangenschalen. Dies mindert eine fossile Abhängigkeit und macht einen bioökonomischen Kreislauf aus nachwachsenden Rohstoffen möglich. Die intensive Forschung an den Corynebakterien liefert die Grundlage für weitere Anwendungen.

Die länglichen Corynebakterien verdanken ihren Namen ihrer Keulen-Form – griechisch coryne. Ursache ist ein ungleichmäßiges Wachstum der Zellwände an beiden Zellenden: Während des Wachstums wird neues Zellwandmaterial zunächst bevorzugt an einem Ende der Zelle eingebaut. Zudem schützt eine mehrschichtige, sehr stabile und wasserabweisende Zellhülle die Bakterien vor schädlichen Stoffen. Die besondere Zellhülle führt auch zu einer ungewöhnlichen Teilung: Die Tochterzellen "schnappen" einseitig "auf", so dass eine charakteristische V-Form entsteht.

Corynebakterien – nicht alle harmlos

Das natürlicherweise im Boden lebende Corynebacterium glutamicum ist nicht nur robust und produktiv, sondern für Menschen zudem harmlos. Es gibt auch andere (harmlose) Corynebakterien-Arten, die etwa auf der menschlichen Haut leben. Ganz anders einige Verwandte: Corynebacterium diphtheriae ist der Erreger der Diphterie. Auch andere in Tieren verbreitete Corynebacterium-Arten besitzen Toxine – mit dem Risiko, dass daraus auch für den Menschen gefährliche Krankheiten entstehen. Corynebakterien sind zudem verwandt mit Mycobacterium tuberculosis, dem Erreger der Lungentuberkulose. Die Ähnlichkeiten beispielsweise im Zellwandaufbau könnten genutzt werden, um mit Hilfe der "Mikrobe des Jahres 2025" Angriffspunkte für neue Wirkstoffe für Arzneimittel zu identifizieren. So deckt Corynebacterium glutamicum die gesamte Bandbreite vom winzigen Forschungsobjekt bis zum Industrieproduzenten im Tonnenmaßstab ab.

Die Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM) wählt eine "Mikrobe des Jahres" aus, um auf die Vielfalt der mikrobiologischen Welt aufmerksam zu machen und die bedeutsame Rolle der Mikroorganismen für die Ökologie, Gesundheit, Ernährung und Wirtschaft zu zeigen.

Quelle: Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie