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Life in the brine of Lunenburg, Germany: unveiling microorganisms associated with Zechstein salt deposits

Runzheimer, Katharina und Schwab, Laura und Engel, Denise und Schaudinn, Christoph und Laue, Michael und Rebrošová, Katarína und Beblo-Vranesevic, Kristina und Azizah, Muhaiminatul und Leuko, Stefan (2025) Life in the brine of Lunenburg, Germany: unveiling microorganisms associated with Zechstein salt deposits. Frontiers in Microbiology, 16, Seite 1625916. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fmicb.2025.1625916. ISSN 1664-302X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2025.1625916

Kurzfassung

Introduction: The presence of hypersaline brines on other planets and moons in the inner and outer Solar System has been well established. Hence, any theory of life on other planets must consider microorganisms adapted to high salt concentrations. The hypersaline brine from Lunenburg (Germany) with 302.25 g L⁻¹ NaCl, originating from the remnants of the Zechstein Sea, has long been utilized to harvest salt, but potential microbial life in the brine had never been investigated. Methods: We employed cultivation-based and -independent methods to characterize the microbial diversity, while also analyzing environmental parameters. Specifically, we performed V1/V2 and V3/V4 amplicon sequencing of environmental DNA and conducted haloarchaeal-focused cultivation and enrichments. Furthermore, we conducted whole-genome sequencing and analysis, Raman spectroscopy, electron and fluorescence microscopy, and compatible solute analysis on two isolates from the frequently cultivated genera Haloarcula and Halorubrum. Results: Our findings proved the presence of a broad range of halophilic microorganisms, including sulfate-reducing bacteria, haloarchaea and yet-uncultivated microorganisms like Nanohaloarchaeota and Patescibacteria in the Lunenburg brine. Two haloarchaeal isolates were described in more detail, revealing the presence of bacterioruberin for oxidative stress protection, potential polyhydroxyalkanoates for energy storage, pleomorphic structures as well as ‘package-like aggregates’ as possible adaptations to extreme conditions. Distinct osmotic adaptation strategies and a low average isoelectric point of the isolates’ proteomes were identified. Discussion: Our research shows that the hypersaline brine from Lunenburg harbors a diverse microbial community and is an ideal and easily accessible testbed to search for yet-uncultivated microorganisms as well as novel microorganisms to use for astrobiological studies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218967/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Life in the brine of Lunenburg, Germany: unveiling microorganisms associated with Zechstein salt deposits
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Runzheimer, KatharinaKatharina.Runzheimer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-1917-9918197460705
Schwab, LauraInstitute of Biodiversity, Ecology and Evolution, Friedrich Schiller University Jena, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Engel, DeniseDepartment of Applied Aerospace Biology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR e.V), Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schaudinn, ChristophRobert Koch Institute, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Laue, MichaelRobert Koch Institute, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rebrošová, KatarínaDepartment of Microbiology, Masaryk University, Brno, CzechiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beblo-Vranesevic, KristinaKristina.Beblo (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4834-7121NICHT SPEZIFIZIERT
Azizah, MuhaiminatulInstitute for Inorganic and Analytical Chemistry, Bioorganic Analytics, Friedrich Schiller University Jena, Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leuko, StefanStefan.Leuko (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0423-0896NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 November 2025
Erschienen in:Frontiers in Microbiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:16
DOI:10.3389/fmicb.2025.1625916
Seitenbereich:Seite 1625916
Verlag:Frontiers Media S.A.
ISSN:1664-302X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Brine, Lunenburg, halophilic archaea, Haloarcula, Halorubrum, Zechstein Sea
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt | Mibi-ISS | Microbes: ISS and Beyond, R - Projekt ISS LIFE 2.0
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Angewandte Luft- und Raumfahrtbiologie
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:20 Nov 2025 12:30
Letzte Änderung:20 Nov 2025 12:30

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