Halococcus ist eine Gattung extrem halophiler Archaeen, d.h. dass sie für ein optimales Wachstum einen hohen Salzgehalt benötigen, teilweise bis zu 32% NaCl.
Solche Halophile sind insbesondere in Binnengewässern mit hohem Salzgehalt zu finden, wo sie mit ihrem PigmentRhodopsin das Sediment in leuchtenden Farben färben. Das Rhodopsin und andere Proteine dienen dazu, Halococcus vor den extremen Salzgehalten ihrer Umgebung zu schützen.
Da sie auch unter solch salzreichen Bedingungen funktionieren können, werden Halococcus und ähnliche halophile Organismen in der Lebensmittelindustrie und in Hautpflegeprodukten verwendet.[1]
Halococcus kommt in Umgebungen mit hohem Salzgehalt vor, hauptsächlich in Salzwasser im Binnenland. Einige Arten können auch in stark salzhaltigen Böden oder in Lebensmitteln vorkommen.
Die pigmentierten Proteine einiger Arten verursachen die rötliche Färbung wie man sie an einigen Stellen des Toten Meeres und des Großen Salzsees findet, insbesondere am Ende der Vegetationsperiode.
Bei der Kultivierung wuchsen diese Organismen am besten unter Bedingungen mit hohem Salzgehalt.[2][1]
Auch die ursprünglich im Salzbergwerk Bad Ischl, Österreich, gefundene Spezies Halococcus salifodinae hat pink gefärbte coccoide Zellen.[3]
Inzwischen wurde das Genom mehrerer Halococcus-Arten sequenziert.[2]
Die 16S-rDNA kann zur Bestimmung der Position einer Art im phylogenetischen Stammbaum dienen. Aufgrund ihrer Langlebigkeit könnten Halococcus-Stämme ein guter Kandidat für die Erforschung von Lebensbedingungen von potenziellem Leben im Weltraum sein.[1]
Halococcus-Arten können in hypersalinen Lebensräumen überleben. Sie verfügen über „Chlorpumpen“, die angesichts des Salzgehalt ihres Lebensraums das osmotische Gefälle aufrechterhalten und so ein Austrocknen des Zytoplasmas (Dehydratation) verhindern (Osmoregulation).[1]
Referenzstamm H4 alias ATCC BAA-364, DSM 14522, JCM 12289, NCIMB 13803 – Fundort: Trockenes Permina-Steinsalz[6] aus einer Salzlagerstätte aus dem Perm vom Salzbergwerk in Bad Ischl, Österreich[7]
Stromatolithen sind von mikrobiellen Gemeinschaften (insbesondere Cyanobakterien) gebildete „lebende Steine“.
An der Küste Australiens gefundene fossile Stromatolithen liefern die ältesten Beweise für Leben auf der Erde.
Moderne Stromatolithen sind meist in hypersalinen Seen und Meereslagunen zu finden, in denen der hohe Salzgehalt das Abweiden von Biofilmen durch Tiere verhindert.[18][19]
Ein solcher Ort, an dem hervorragende moderne Exemplare zu finden sind, ist das Hamelin Pool Marine Nature Reserve in der Shark Bay in Westaustralien, im Jahr 2010 Min Chen etal. in den dortigen Stromatolithen eine fünfte Art von Chlorophyll entdeckten, nämlich Chlorophyll f.[20]
In den dortigen lebenden Stromatolithen fand sich auch das halophile Archaeon Halococcus hamelinensis, wo es extremen Bedingungen wie Austrocknung, hohem Salzgehalt und UV-Strahlung ausgesetzt ist.
Halococcus hamelinensis besitzt Gene für spezielle Enzyme, die bei der Reparatur von UV-induzierten DNA-Schäden per Nukleotidexzisionsreparatur und Photoreaktivierung zum Einsatz kommen. Für den ersten dieser beiden Prozesse sind die Gene uvrA, uvrB und uvrC verantwortlich, die für die Endonuklease UvrABC kodieren: für den zweiten das das Photolyase-Gen phr2.
Die Gene uvrA, uvrB und uvrC werden bei UVC-Bestrahlung hochreguliert.
Auf diese Weise ist das Archaeon in der Lage, hohe UVC-Strahlungsdosen zu überleben.[21]
Arnold Hanslmeier, Stephan Kempe, Joseph Seckbach (Hrsg.): Life on Earth and Other Planetary Bodies. Band 24, Springer, 2012 (englisch).
Nina Gunde-Cimerman, Aharon Oren, Ana Plemenitaš (Hrsg.): Adaptation to life at high salt concentrations in Archaea, Bacteria, and Eukarya. Band ,. Springer, 2006 (englisch).
Andrea Legat, Claudia Gruber, Klaus Zangger, Gerhard Wanner, Helga Stan-Lotter: Identification of polyhydroxyalkanoates in Halococcus and other haloarchaeal species. In: Applied Microbial and Cell Physiology, Band 87, 2. Mai 2010, S.1119–1127; doi:10.1007/s00253-010-2611-6 (englisch).
Ewald B.M. Denner, T.J. McGenity, H.-J. Busse, W.D. Grant, G. Wanner, H. Stan-Lotter: Halococcus salifodinae sp. nov., an Archaeal Isolate from an Austrian Salt Mine. In: International Journal of Systematic Bacteriology, Band 44, Nr.4, 1994, ISSN0020-7713, S.774–780; doi:10.1099/00207713-44-4-774, hdl:2060/19980002915 (englisch).
HelgaStan-Lotter:Halococcus dombrowskii sp. nov., an archaeal isolate from a Permian alpine salt deposit. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52. Jahrgang, Nr.5, 2002, ISSN1466-5026, S.1807–1814, doi:10.1099/ijs.0.02278-0.
FaliciaGoh,Jaeo JeonYoung,KevinYoung,Brett A.Neilan,Brendan P.Burns:Osmoadaptation of microorganisms from stromatolites. International Symposium on Extremophiles and Their Applications. 2005, S.203–207 (englisch, jst.go.jp[PDF]).
Andrea Legat, Ewald B.M. Denner, Marion Dornmayr-Pfaffenhuemer, Peter Pfeiffer, Burkhard Knopf, Harald Claus, Claudia Gruber, Helmut König, Gerhard Wanner, Helga Stan-Lotter: Properties of Halococcus salifodinae, an Isolate from Permian Rock Salt Deposits, Compared with Halococci from Surface Waters. In: MDPI: Life, Band 3, Nr.1, 28. Februar 2013, S.244–259; doi:10.3390/life3010244 (englisch).
S. Leuko, Brett A. Neilan, Brendan Paul Burns, Malcolm R. Walter, Lynn J. Rothschild: Molecular assessment of UVC radiation-induced DNA damage repair in the stromatolitic halophilic archaeon, Halococcus hamelinensis. In. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, Band 102, Nr.2, 7. Februar 2011, S.140–145; doi: 10.1016/j.jphotobiol.2010.10.002, PMID 21074452, Epub 23. Oktober 2010 (englisch).
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