openPR bei Google bevorzugen.(openPR) Asgard Archaeen, unsere nächsten bekannten mikrobiellen Verwandten, spielen eine Schlüsselrolle in aktuellen Modellen der Entstehung komplexerer Lebewesen, sog. Eukaryonten (alle Tiere, Pflanzen, Protisten und Pilze). Ihre Biologie ist bisher allerdings kaum verstanden. Mikrobiolog*innen unter Leitung der Universität Wien zeigen in einer neuen Studie im Fachmagazin Nature, dass sich diese Zellen überraschend dynamisch durch ihre Umgebung bewegen. Die neuen Erkenntnisse ermöglich erstmals die empirische Testung von Modellen zur Entstehung komplexen Lebens.
Die Studie, durchgeführt von Philipp Radler im Labor von Christa Schleper von der Universität Wien, zeigt, dass winzige Asgard Archaea Zellen (ihr Volumen ist etwa tausendmal kleiner als das einer menschlichen Zelle) ihre Form stark verändern. Sie strecken lange Zellfortsätze aus, ziehen diese wieder ein und nutzen sie, um aktiv über Oberflächen zu kriechen – ein Verhalten, das bisher ausschließlich von Eukaryonten bekannt war.
Die Resultate geben nicht nur einen beispiellosen Einblick in das Verhalten von Asgard Archaeen, sondern können wichtige Hinweise darauf liefern, wie komplexes Leben entstanden ist. Heutige Modelle schlagen vor, dass erste Eukaryonten vor etwa 2 Milliarden Jahren aus der Vereinigung eines Bakteriums mit einem Vorfahren der heutigen Asgard Archaeen entstanden sind. Asgard Archaeen sind also ein entscheidender Baustein in der Entwicklung komplexer Zellen.
Erst vor kurzem (2020 und 2023) wurden die ersten zwei Vertreter dieser Organismen im renommierten Institut JAMSTEC in Japan (Co-Autoren der aktuellen Studie) und in Christa Schlepers Labor an der Uni Wien kultiviert. Der Großteil unseres Wissens über Asgard Archaeen basiert vor allem auf DNA-Sequenzierungen oder auf Aufnahmen der Elektronenmikroskopie. Diese Bilder zeigten beeindruckende Zellformen: einen runden Zellkörper, umgeben von vielen filigranen Fortsätzen, die bis zu 20-mal länger als der Zellkörper sein können. Über das dynamische Verhalten der Zellen konnten diese Bilder aber nichts aussagen.
Live gefilmt unter dem Mikroskop
Diese Dynamiken zu beobachten, gelang nun Forschenden von der Universität Wien: Sie brachten Asgard Archaeen in eine sauerstofffreie Umgebung und filmten die lebenden Zellen im Mikroskop. Dabei benutzten sie zwei Stämme von Asgard Archaeen, einen sogenannten Lokiarchaeoten (kultiviert in Wien) und einen Heimdallarchaeoten (kultiviert in Japan). Beide Organismen ändern ihre Zellformen drastisch im Minutentakt und nutzen ihre feinen, beweglichen Fortsätze, um sich an Oberflächen festzusetzen und diese mit einer neuartigen Kriechbewegung zu erkunden. Eine solche Bewegung wurde bei Mikroben bislang nicht beschrieben und ausschließlich bei komplexeren Zellen, auch menschlichen Immunzellen, beobachtet.
Zudem zeigte das internationale Team, zu dem neben den japanischen Mikrobiologen auch Kolleg*innen vom IST Austria und dem HZI in Braunschweig gehören: Inhibitoren von Aktin unterbinden diese dynamischen Verhaltensweisen. Das spricht für eine zentrale Rolle eines aktinbasierten Zellskeletts, also jener grundlegenden zellulären Maschinerie, die auch in menschlichen Zellen Formveränderungen und Bewegungen steuert.
Spannende evolutionäre Perspektive eröffnet
Die Entdeckung eröffnet eine spannende evolutionäre Perspektive: Ausgefeilte Zellbewegungen könnten viel ältere Wurzeln haben als bisher angenommen. Das ungewöhnliche Kriechverhalten von Asgard Archaeen wird Einblicke in zelluläre Innovationen geben, die bereits vor den ersten Eukaryonten entstanden sind, und möglicherweise bereits in der uralten Symbiose, aus der später die Mitochondrien hervorgingen, relevant waren. Die neuen Resultate, insbesondere die sauerstofffreie Lebendzellmikroskopie, ermöglichen es nun, Modelle zur Entstehung komplexen Lebens erstmals empirisch zu testen.
Bewegtbilder zum Download
Hier finden Sie Bewegtbilder aus der aktuellen Studie: https://ucloud.univie.ac.at/index.php/s/pGLfaBKjtEmkcJM
Zusammenfassung:
• Asgard-Archaeen gelten als Schlüsselorganismen in Modellen zur Entstehung komplexen Lebens. Zu ihrer Fortbewegung gab es bislang keine Aufnahmen.
• Mikrobiolog*innen der Uni Wien gelang nun ein Durchbruch: Sie brachten Asgard Archaeen in eine sauerstofffreie Umgebung und filmten die lebenden Zellen im Mikroskop.
• So entstanden die ersten Lebendzellaufnahmen. Diese zeigen dynamische Formveränderungen und eine neuartige Kriechbewegung über Oberflächen.
• Die Ergebnisse zeigen ein erstaunlich dynamisches, aktinbasiertes Zellskelett, mit Parallelen zu dem in menschlichen Zellen, dessen Ursprung 2 Milliarden Jahre zurückliegt.
• Diese neuen Erkenntnisse sind essenziell zum tieferen Verständnis fundamentaler Prozesse in menschlichen Zellen und der Evolution komplexen Lebens.
Über die Universität Wien:
Die Universität Wien setzt seit über 650 Jahren Maßstäbe in Bildung, Forschung und Innovation. Heute ist sie unter den Top 100 und damit den Top 4 Prozent aller Universitäten weltweit gerankt sowie in aller Welt vernetzt. Mit 188 Studien und rund 11.000 Mitarbeitenden ist sie einer der größten Wissenschaftsstandorte Europas. Hier treffen Menschen aus unterschiedlichsten Disziplinen zusammen, um Spitzenforschung zu betreiben und Lösungen für aktuelle und künftige Herausforderungen zu finden. Ihre Studierenden und Absolvent*innen gehen mit Innovationsgeist und Neugierde komplexe Herausforderungen mit reflektierten und nachhaltigen Lösungen an.
wissenschaftliche Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dipl.-Biol. Dr. Christa Schleper
Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie
Universität Wien
1030 Wien, Djerassiplatz 1
+43-1-4277-76510
+43-664-60277-76510
https://ecology.univie.ac.at
Dr. Philipp Radler
Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie, Universität Wien
1030 Wien, Djerassiplatz 1
https://archaea.univie.ac.at/team/
Originalpublikation:
Radler et al., Dynamic protrusions mediate unique crawling motility in Asgard Archaea. In Nature (2026).
DOI: 10.1038/s41586-026-11063-9
https://www.nature.com/articles/s41586-026-11063-9
