Die Deutsche Nationalakademie der Wissenschaften Leopoldina hat Prof. Volker Müller, Leiter des Fachbereichs Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik an der Goethe-Universität Frankfurt, zum neuen Mitglied ihrer Sektion für Mikrobiologie und Immunologie gewählt. Die Leopoldina ist die älteste wissenschaftlich-medizinische Akademie der Welt; sie vertritt die deutsche Wissenschaft im Ausland und berät Politiker und die Öffentlichkeit. Neue Mitglieder werden aufgrund ihrer herausragenden wissenschaftlichen Leistungen nominiert und im Rahmen eines mehrstufigen Prozesses in die Akademie gewählt.
Prof. Dr. Volker Müller von der Goethe-Universität Frankfurt. Foto: Uwe Dettmar für die Goethe-Universität Frankfurt
Prof. Enrico Schleiff, Präsident der Goethe-Universität, gratulierte Professor Müller im Namen des gesamten Vorstands und sagte: “Volker Müller ist ein außergewöhnlicher Wissenschaftler und eine weltweit führende Autorität in der Mikrobiologie. Seine Arbeit erstreckt sich über ein breites Spektrum: Vom Ursprung des Lebens, der Biochemie und Bioenergetik der ersten Stoffwechselwege auf der Erde, dem Lebensstil dieser urzeitlichen Organismen bis hin zur Anwendung dieser Bakterien zur Bewältigung der großen Herausforderungen unserer Zeit, wie dem Kampf gegen den Klimawandel, der Versorgung der Menschheit mit sauberer und nachhaltiger Energie und dem Kampf gegen Infektionskrankheiten. Seine Arbeit führte zur Entwicklung eines Wasserstoffbatterie-Prototyps, der auf der diesjährigen Hannover Messe ausgestellt wurde. Weitere seiner Forschungsarbeiten offenbarten kürzlich hochmedizinisch relevante Pathomechanismen von Krankenhauskeimen. Seine Wahl in die Leopoldina ist eine hochverdiente Ehre.”
Die 1652 gegründete Deutsche Akademie der Wissenschaften Leopoldina wurde 2008 zur Nationalen Akademie der Wissenschaften Deutschlands ernannt. Sie besteht aus 1.600 herausragenden Forschern aus der ganzen Welt, die wichtige Fragen von prospektiver Bedeutung für die Gesellschaft wissenschaftlich prüfen und behandeln. Die Akademie arbeitet unabhängig von politischen und wirtschaftlichen Zielen. Ihre Erkenntnisse werden gleichermaßen Politikern und der Öffentlichkeit vermittelt, national wie international vertreten. “Ich freue mich außerordentlich über diese Anerkennung meiner wissenschaftlichen Arbeit und freue mich auf meine neuen Aufgaben in der Akademie”, sagt Müller, der bereits im letzten Jahr in die renommierte American Academy of Microbiology aufgenommen wurde.
Müller hat über 300 wissenschaftliche Publikationen veröffentlicht und ist ein weltweit führender Experte auf dem Gebiet der Kohlendioxid-Fixierung durch Bakterien und Archaeen, die dies unter Verwendung von Wasserstoff als Energiequelle tun. Die Organismen leben in Sedimenten in Abwesenheit von Sauerstoff, beispielsweise in Seen oder Ozeanen, sind aber auch im menschlichen Darm zu finden. Im Rahmen eines Prozesses, der als Wood-Ljungdahl-Weg bekannt ist, binden sie molekularen Wasserstoff (H2) an Kohlendioxid (CO2) und erzeugen dabei Energie. “Da dies der einzige von insgesamt sieben Stoffwechselwegen zur CO2-Fixierung ist, bei dem Energie gewonnen wird, gilt dieser Weg als erster Stoffwechselweg auf der Erde”, sagt Müller.
In den letzten Jahren hat die Forschungsgruppe von Müller gelöst, wie zelluläre Energie in diesem grundlegenden Stoffwechselweg erzeugt wird. Die Forscher entdeckten neue Atmungsenzyme, ATP-Synthasen und Kopplungsmechanismen und konnten die enzymatischen Mechanismen bis ins atomare Detail aufklären. “Diese Mikroben sind eine wahre Fundgrube für Biochemiker, und es gibt noch viele Schätze zu entdecken”, sagt Müller begeistert.
Er nutzte diese grundlegenden Forschungsergebnisse in anderen Forschungsprojekten zu “Kohlenstoffbindung und -speicherung” sowie zu “Kohlenstoffbindung und -nutzung”. Unter anderem hat seine Arbeitsgruppe den Stoffwechsel von Bakterien so umprogrammiert, dass sie die wertvollen chemischen Bausteine Lactat, Ethanol, Butyrat und Aceton aus CO2 produzieren, die zu einer CO2-neutralen, nachhaltigen Biotechnologie beitragen können.
Müller hat auch eine biologische Alternative für die hochaktuellen Herausforderungen der Wasserstoffspeicherung als Energiequelle entwickelt. “Wir haben den Stoffwechsel von Bakterien geändert, damit sie Wasserstoff an CO2 binden und die flüssige, organische Wasserstoffträgerform Ameisensäure ausscheiden. Da dieser Prozess reversibel ist, kann der Wasserstoff aus der Ameisensäure zurückgewonnen werden.” Basierend auf dieser Arbeit hat das Forschungsteam eine Biobatterie zur Wasserstoffspeicherung entwickelt, die es gemeinsam mit dem Unternehmen Festo auf der Hannover Messe 2024 präsentierte.
In einem weiteren Forschungsbereich beschäftigt sich Müller mit dem gefährlichen humanpathogenen Bakterium Acinetobacter baumannii. Er leitete auch eine deutschlandweite Forschergruppe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zu diesem Thema. Im Rahmen dieser Bemühungen entdeckte Müllers eigene Forschungsgruppe, dass der Erreger unter Stress in einen tiefen Schlaf fällt, in dem er jahrelang überleben kann. Sobald die Bedingungen wieder günstiger werden, kann der Erreger wieder aktiv werden und möglicherweise eine Bedrohung darstellen – was die bekannten Infektionen erklärt, die entweder bei einem Patienten oder in einem Krankenhaus immer wieder aufflammen.
Müllers Arbeit wurde bereits mehrfach ausgezeichnet, zuletzt mit einem ERC Advanced Grant und einem Reinhart-Koselleck-Projekt der DFG.