Biodiversität im Filter: Wie Forscher helfen, Uran-Altlasten zu beseitigen

Mikrobiologen im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf entwickeln intelligente Filtersysteme zur Entfernung oder Rückgewinnung von Metallen aus Wässern, indem sie den Überlebensmechanismus von Bakterien nutzen. Vor wenigen Jahren fanden sie Bakterien mit verblüffenden Eigenschaften auf einer Uran-Abfallhalde im sächsischen Johanngeorgenstadt. Wie am Beispiel des Isolates Lysinibacillus sphaericus JG-A12 gezeigt werden konnte, haben die Bakterien im Laufe der Evolution eine spezielle Schutzschicht entwickelt, um sich vor dem toxischen Schwermetall Uran zu schützen. Die Schicht besteht aus besonderen Hüllproteinen, die auf der Zelloberfläche nanoskalige Gitter ausbilden und dazu dienen, giftige Metalle am Eindringen in die Zelle zu hindern, für das Überleben des Bakteriums wichtige Substanzen jedoch passieren zu lassen.
Die Forscher kopieren für ihre neuartigen Filtersysteme diese genialen Vorbilder aus der Natur. Sie stellen Bioverbundmaterialien aus Hüllproteinen auf der Grundlage von konventionellen Immobilisierungsverfahren her bzw. beschichten herkömmliche Filtermaterialien mit den Hüllproteinen. Im Ergebnis erhalten sie Filter, die nur die Metalle aus dem Wasser holen, die entfernt oder gewonnen werden sollen, und das selbst bei niedrigsten Konzentrationen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Proteine sollen zukünftig Filtermaterialien für verschiedene Metalle hergestellt werden und derartig miteinander kombinierbar sein, dass schließlich eine individuelle Wasserbehandlung möglich wird. Bis zur großtechnischen Anwendung dieser Verfahren werden jedoch noch einige Jahre vergehen.