„Chrom steht in der EU an Platz drei“, sagt Gunnar Sturm, Diplomand im Labor des Nachwuchsgruppenleiters Dr. Johannes Gescher in der Abteilung für Mikrobiologie an der Universität Freiburg. Ein Grund zur Freude ist diese Bronzemedaille allerdings nicht. Chrom stellt für die Böden und Gewässer in Europa damit das drittschlimmste Problemkind unter den Schwermetallen dar. Gefährlich ist vor allem das sechswertige Ion Chrom(VI). Es ist stark wasserlöslich und wird von Lebewesen und dem Menschen leicht mit dem Trinkwasser oder mit der Nahrung aufgenommen. „In den Zellen wirkt es wie eine Art Klebstoff“, sagt Gescher. „Es verklebt DNA und Proteine und stört damit ihre Funktion.“ Außerdem reduziert das Enzym Chrom-(VI)-Reduktase in einer Zelle Chrom(VI) zu dem dreiwertigen Chrom(III). Das ist zwar nicht so wasserlöslich und damit auch weniger gefährlich. „Dabei entstehen aber reaktive Sauerstoffspezies, und die zerstören das Gewebe und schädigen das Erbgut zusätzlich“, sagt Sturm. Krebs kann eine der Folgen einer Chromvergiftung sein.

Interessanterweise stellten Gescher und seine Mitarbeiter fest, dass sich in der Klebschicht auch DNA-Moleküle befinden. Diese extrazelluläre Erbsubstanz geistert momentan durch viele Fachpublikationen. Niemand weiß, welche Funktion sie hat und wie genau sie in die Zuckermatrix hinausgelangt. Einige Wissenschaftler meinen, dass ein Teil der Bakterienzellen unter dem Einfluss des Chroms stirbt, aufplatzt und sein Erbgut in die Umgebung entlässt. „In einem Fluoreszenzmikroskop konnten wir aber nachweisen, dass in den Aggregaten nur lebende Zellen vorkommen“, sagt Gescher. Die extrazelluläre DNA könnten die Zellen einer anderen Hypothese zufolge sogar aktiv nach außen schleusen. „Auch DNA ist eine Art Kleber und fängt Chrom(VI)-Ionen ab“, sagt Gescher. „Außerdem hilft sie vermutlich, die Aggregate zusammenzuhalten.“ Gab Sturm das Erbgut spaltende Enzym DNAse zu den Aggregaten hinzu, dann lösten sich die einzelnen Zellen voneinander ab, der schleimige Schutzraum zerfiel.

Bisher ist noch unklar, welche Signalmechanismen dazu führen, dass die Schicht aus Polysacchariden und DNA gebildet wird. Gescher und seine Mitarbeiter wollen in Zukunft erst einmal herausfinden, in welcher chemischen Form Chrom im Inneren und in der Umgebung der Bakterienzellen vorliegt. Außerdem stellt sich ihnen die Frage, ob ihr Bakterium irgendwann einmal helfen kann, chromverschmutzte Böden und Gewässer zu reinigen. Sturm will erste Versuche noch während seiner Diplomarbeit machen. Dabei ist geplant, die Bakterien in eine Sandsäule einzubringen und Lösungen mit Chrom(VI) durchlaufen zu lassen. Wenn unten nur wenig von dem Schwermetall wieder raus läuft, dann hat der Mikroorganismus viel davon in seiner Schleimschicht behalten. „Dann müssen wir in einem zweiten Schritt prüfen, wie man diese verseuchte Schicht entfernen kann“, sagt Gescher. „Damit die Bakterien eine neue bilden können und immer wieder von neuem eingesetzt werden können.“