Die Entdeckung von Thermus aquaticus

Am 1. April 1969 publizierten Thomas D. Brock und Hudson Freeze die Entdeckung einer neuen Spezies thermophiler Bakterien, die sie Thermus aquaticus nannten.

Extremophile Bakterien

In den frühen 1960er Jahren begannen Wissenschaftler mit der Erforschung extremophiler Bakterien und der mikrobiellen Ökologie der heißen Quellen des Yellowstone National Park. Einer dieser Forscher war Thomas D. Brock, Mikrobiologe an der Indiana University. Damals wurde in weiten wissenschaftlichen Kreisen angenommen, dass mikrobielles Leben nicht dauerhaft bei Temperaturen über 60°C existieren kann.

Eine pinke, filamentöse Mikrobe 

Während seiner Erforschung der Ökologie verschiedener phototropher, thermophiler Mikroben bemerkte er nicht nur, dass Cyanobakterien in Wasser mit Temperaturen von bis zu 73°C leben, sondern dass viele chemotrophe Mikroben in den gleichen Habitaten noch deutlich höhere Temperaturen vertragen. Diese erstaunliche Erkenntnis fasste Brock 1967 in einem Leitartikel im Fachmagazin Science kurz zusammen: "Bakterien können bei jeder Temperatur wachsen, bei der noch flüssiges Wasser zugegen ist, sogar in kochenden Tümpeln." Eines dieser außerordentlichen Bakterien war eine pinke, filamentöse Mikrobe, die Brock in Massen im 88°C heißen Wasser der Octopus Spring entdeckte. Nach diversen gescheiterten Versuchen dieses Bakterium bei 55°C zu kultivieren, die damals übliche Methode für thermophile Bakterien, waren Brock und sein Student Hudson Freeze endlich erfolgreich: Sie verdünnten das Medium und erhöhten dessen Temperatur auf 70-75°C.

Thermus aquaticus und die PCR

1969 veröffentlichten sie die Entdeckung und ihre Erkenntnisse über Morphologie und Anzucht von Thermus aquaticus im Journal of Microbiology. Brocks Review von 1967 und die 1969er Publikation fand große Beachtung bei Biochemikern aus Forschung und Industrie und erwies sich als reichhaltige Quelle bei der Suche nach thermostabilen Enzymen und Thermus aquaticus. Zu den am häufigsten eingesetzten dieser Enzyme gehören wohl T. aquaticus DNA-Polymerase "Taq" und das TaqI Restriktionsenzym. Taq wurde erstmals 1976 isoliert und wurde 1983 der Eckpfeiler von Kary Mullis Erfindung der Polymerasekettenreaktion (PCR). Die Geschichte von Thermus aquaticus ist eine Geschichte darüber wie eher abstrakte Grundlagenforschung zu der Entstehung einer neuen Multimillionenindustrie und unzähligen neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen und Innovationen führte. Wer hätte schon im Jahr 1960 erwartet, dass die mikrobielle Ökologie des Yellowstone National Park einen derartigen Einfluss auf die Wissenschaftsgeschichte haben würde.