Ekstremofile bakterier

Denne underside om ekstremofile bakterier udgør første del af teorien for Biotech Academys materiale om Ekstremt liv.

En bakterie er en meget lille levende organisme, som ikke kan ses med det blotte øje. Den er nemlig kun omkring 1-10 mikrometer, altså 0,001-0,01 millimeter i diameter. En bakterie består af en enkelt celle – mere præcist af en enkelt prokaryot celle. Denne celletype indeholder en række karakteristiske celledele. Arvemateriale, bestående af DNA, ligger frit i cytoplasmaet, og cellen har dermed ingen cellekerne. Dette er en af de væsentligste forskelle mellem den prokaryote celle og den såkaldte eukaryote celle, som vi mennesker er opbygget af. Nogle bakterier kan derudover have et lille ekstra stykke cirkulært DNA, et plasmid, hvor gener kodende for gavnlige egenskaber for bakterien ofte findes. Det kan for eksempel være antibiotikaresistens. Derudover indeholder prokaryote celler ribosomer, hvor proteiner bliver dannet. Cellen omsluttes af en membran og en cellevæg, der adskiller bestanddelene i cellens indre fra omgivelserne. En prokaryot celle er dermed ret enkelt opbygget i forhold til eukaryote celler.

Der findes mange forskellige arter af bakterier, som er meget forskellige i opbygning og egenskaber. Faktisk kan de være lige så genetisk forskellige som et menneske og en lille orm. Den type bakterier, som vi her skal se nærmere på, er de såkaldte ekstremofile bakterier. Ordet ”ekstremofil” betyder ”elsker det ekstreme”. Det, at en bakterie er ekstremofil, vil altså sige, at den har tilpasset sig til at kunne leve i ekstreme miljøer. Det kan for eksempel være meget høje eller lave temperaturer, et højt saltindhold, stråling fra radioaktive stoffer eller et meget basisk miljø. Der findes altså forskellige typer ekstremofile bakterier, som hver især kan leve i forskellige ekstreme miljøer. Vi vil her se nærmere på netop de bakterier, der lever i ekstrem varme og ekstrem kulde.

Temperaturens betydning for liv

Temperaturen er helt afgørende for hvilke levende organismer, der kan leve i et bestemt miljø. Forskellige organismer har nemlig tilpasset sig til at leve ved forskellige temperaturer og vil dø, hvis temperaturen afviger for meget fra den optimale. Forestil dig for eksempel, hvis et menneske opholder sig i en sø med vand på omkring 90 °C. Det ville vi ikke kunne overleve uden beskyttende udstyr.

Dog er der andre former for liv, der lever bedst i netop 90 °C varmt vand. Alle organisme har nemlig udviklet sig til at kunne leve forskellige steder. De bliver karakteriseret ud fra tre vigtige temperaturer: Minimumtemperatur for vækst, optimumtemperatur for vækst og maksimumtemperatur for vækst. Hvis temperaturen er enten mindre end minimumtemperaturen eller højere end maksimumtemperaturen, vil organismen ikke kunne leve og vokse. Det er den til gengæld i stand til at gøre i hele temperaturintervallet fra minimum til maksimum. Dog er der en bestemt temperatur, optimumtemperaturen, hvor de biologiske processer i cellerne fungerer bedst, og der dermed sker den største vækst. De tre temperaturer og den tilsvarende væksthastighed er skitseret i figur 3.

Lave temperaturer

Ved temperaturer lavere end minimumtemperaturen vil organismen ikke kunne vokse. Det skyldes, at kulde nedsætter hastigheden, hvormed molekyler bevæger sig rundt i cellen. Transport af stoffer i cellerne og enzymaktiviteten vil derfor falde drastisk. Vigtige biologiske processer, som eksempelvis dannelsen af det nødvendige energimolekyle, ATP, vil dermed ske alt for langsomt til, at cellevækst vil kunne forekomme. Desuden bliver cellemembranen mere tyktflydende og ”fast i strukturen”, når det bliver koldt. Det kan mindske eller forhindre transporten af for eksempel næringsstoffer gennem membranen.

Høje temperaturer

Når temperaturen bliver højere, vil molekylebevægelsen og enzymaktiviteten stige, og det forårsager en øget vækst for cellerne. Jo højere temperatur, desto bedre forudsætninger for vækst – indtil optimumtemperaturen nås. Derefter vil cellevæksten nemlig aftage brat ved bare en lille forøgelse i temperaturen. Denne tendens ses tydeligt på figur 3 og kan forklares ved, at proteiner og herunder enzymer pludselig bliver ødelagt ved en bestemt høj temperatur. Proteiner er så essentielle for væksten, at ødelæggelsen af bare et af dem kan standse væksten og celledelingen med det samme. Temperaturen, hvor disse ødelæggelser sker, vil dermed være cellens maksimumtemperatur.

Figur 2. En prokaryot celle, hvor følgende celledele er vist: Arvematerialet, som ligger frit i cytoplasmaet, et plasmid, ribosomer, cellemembran og cellevæg. 

Figur 3. Hastigheden, hvormed en celle vokser og deler sig, afhænger af temperaturen. Vækstkurven viser, hvordan minimumtemperaturen, optimumtemperaturen og maksimumtemperaturen har indflydelse på væksthastigheden.

Figur 4. Grafer for gennemsnitlig minimumtemperatur, optimumtemperatur og maksimumtemperatur for de fire typer organismer. Som det ses, lever psykrofiler ved lave temperaturer, mesofiler ved moderate temperaturer, termofiler ved høje temperaturer og hypertermofiler ved meget høje temperaturer. 

De præcise værdier for minimumtemperatur, optimumtemperatur og maksimumtemperatur kan variere meget for forskellige organismer alt efter, hvordan de har tilpasset sig. For at kunne skelne på en enkel måde har man defineret forskellige betegnelser for organismer tilhørende fire temperaturgrupper. Psykrofile organismer er de arter, som lever ved lave temperaturer, og mesofile organismer lever ved moderate temperaturer. I den højere ende af temperaturskalaen findes termofile organismer, som lever i varme miljøer og hypertermofile organismer, der lever under ekstremt varme forhold. Tegnes vækstkurven fra figur 3 ind for de fire kategorier, fås graferne, som ses i figur 4.

Termofile og hypertermofile bakterier

”Termo” kommer fra græsk og betyder ”varme”. Det er også netop i høje temperaturer, at termofile og hypertermofile bakterier trives. Man finder dem for eksempel i varme termiske kilder eller i jord, som er blevet varmet meget op ved direkte sollys.
Selvom begge typer ekstremofile bakterier lever bedst i varme miljøer, er der dog en forskel mellem de to grupper, nemlig hvor høje temperaturer, der er optimale for dem. Termofile bakterier er karakteriseret ved at have en optimumtemperatur på mellem 40 °C og 80 °C, hvorimod hypertermofile bakterier vokser bedst ved temperaturer helt op til mellem 80 °C og 95 °C. Til sammenligning trives de bakterier, som vi støder på i vores hverdag, i moderate temperaturer nede omkring 15 °C til 45 °C. Det er eksempelvis de bakterier, som vi har i vores krop – både de gavnlige bakterier og dem, der gør os syge.

Temperaturen i kroppen er ca. 37 °C og er på den måde et godt levested for mesofile bakterier.

Som nævnt har bakterier, der lever ved forskellige temperaturer, tilpasset sig på varierende måder for at imødegå de temperaturmæssige udfordringer, de står over for. Derfor har nogle celledele hos bakterierne udviklet sig forskelligt alt efter temperaturen i det omgivende miljø. Bakterier, der lever ved høje temperaturer, har den udfordring, at stærk varme normalt ødelægger for eksempel proteinerne og cellemembranen. Dette problem er gennem evolutionen blevet løst ved en kombination af flere små ændringer i cellens bestanddele.

Figur 5. Boblende skoldhed pøl på Azorerne. Dette er et eksempel på et miljø, som vil kunne huse termofile og hypertermofile bakterier.

Figur 6. Den kemiske struktur af aminosyren, glycin. Sidegruppen, som her kun er et enkelt hydrogenatom, er markeret med grøn.

Proteiner ved høje temperaturer

Hvis man ser nærmere på proteiner fra termofile og hypertermofile bakterier i forhold til proteiner fra mesofile bakterier, vil man opdage, at proteinerne er mere varmestabile. Det vil sige, at de ikke så nemt ødelægges af høje temperaturer. Når temperaturen når et kritisk punkt, vil bindingerne, som holder proteinet foldet på den korrekte måde, normalt blive brudt. Det resulterer i, at proteinet mister sin korrekte form og derved mister sine egenskaber. Man kalder det med en faglig term, at proteinet ”denaturerer”. Du kender det selv fra eksempelvis æg, der bliver kogt. Når proteinerne i ægget opvarmes, ødelægges deres struktur, og ægget bliver fast. Hvis proteinerne i ægget var varmestabile ligesom i termofile og hypertermofile bakterier, skulle der en del mere varmepåvirkning til, før ægget ville stivne.

Hemmeligheden bag denne egenskab skal findes forskellige steder i proteinet. Et af dem er i proteinets byggesten, aminosyrerne. Forskere har nemlig observeret, at nogle aminosyrer er forskellige for proteiner, der er varmestabile, og dem der ikke er. Det er ofte aminosyren, glycin, som skiftes ud. Glycin har kun et enkelt hydrogenatom som sidegruppe, og er dermed den mindste aminosyre. Når glycin erstattes med en aminosyre med en større sidegruppe, vil fleksibiliteten af proteinet mindskes, og der opnås en mere fastlåst struktur. Det er en fordel, når det netop er målet, at proteinet ikke skal miste sin korrekte form. Ud over en anderledes aminosyresammensætning indeholder varmestabile proteiner desuden flere bindinger mellem aminosyrerne, hvilket også er med til at forstærke den originale struktur.

Det er ikke kun proteiner, der normalt ødelægges ved høje temperaturer. Det kan også gå ud over cellemembranen. Den fungerer som en vigtig barriere mellem cellens indre og det omkringliggende miljø. Membranen står blandt andet for transport af molekyler ind og ud af cellen, og det er derfor vigtig, at membranen fungerer optimalt. For at den kan det, skal ”strukturen” af membranen være korrekt, ikke for fast, men heller ikke for blød. Når temperaturen stiger, vil membranen normalt blive mere blød. Det problem har termofile og hypertermofile bakterier imidlertid fundet en løsning på.

Cellemembranen består af et dobbeltlag af såkaldte phospholipider med et hydrofilt ”hoved” hvorpå der sidder en hydrofob ”hale” af fedtsyrer. Da både cellens indre og det omkringliggende miljø er vandholdigt vender de hydrofobe haler ind mod hinanden i dobbeltlaget som vist på figur 7. Fedtsyrerne kan være af forskellig art, men indeholder dog alle en lang carbonkæde med hydrogenatomer bundet til. Vi har nu kigget nærmere på bakterier, som trives bedst ved meget høje temperaturer, og har fået uddybet et par eksempler på, hvordan disse organismer har tilpasset sig så ekstreme miljøer. I den anden ende af temperaturskalaen findes de psykrofile bakterier, som har specialiseret sig i netop det modsatte – at leve under meget kolde forhold. Denne type ekstremofile bakterier vil vi se nærmere på i næste afsnit.

Psykrofile bakterier

Psykrofil kan oversættes direkte som ”kuldeelskende”. Psykrofile bakterier er dermed en betegnelse for bakterier, som trives bedst i kolde miljøer. Man finder dem for eksempel i små vandlommer i isen i arktiske områder og dybt nede i de mørke og kolde dele af havet. Disse bakterier vokser optimalt ved en temperatur på 15 °C eller lavere, og enkelte kan endda leve ved temperaturer under frysepunktet – faktisk helt ned til -12 °C. Til gengæld vil de hurtigt dø, hvis de udsættes for bare 20 °C. Der findes en anden gruppe af bakterier, de psykrotolerante bakterier, som også er i stand til at leve ved temperaturer nede omkring frysepunktet, men som har en optimumtemperatur på mellem 20 °C og 40 °C. Som navnet også antyder, kan denne type bakterie tolerere kulde, men lever dog bedre ved mere moderate temperaturer. Man finder dem ofte i vand eller jord på steder med tempereret klima, for eksempel i Danmark.

Ved lave temperaturer er udfordringen for organismerne, at molekylerne bevæger sig langsomt. Al transport af molekyler og alle enzymatiske reaktioner vil dermed kræve meget lang tid. Herudover vil cellemembranen blive for fast til, at den nødvendige transport ud og ind i cellen vil kunne ske.

Som det var tilfældet for de termofile og hypertermofile bakterier er proteiner, herunder enzymer, fra psykrofile bakterier anderledes end tilsvarende proteiner fra andre grupper af bakterier. Forskning tyder på, at nøglen til virksomme proteiner ved lave temperaturer skal findes i proteinernes øgede fleksibilitet. Tag for eksempel enzymer. Når de er mere fleksible, altså mere bevægelige i strukturen, vil de nemmere kunne binde og omdanne substratmolekyler til det ønskede produkt.

Aktiveringsenergi og temperatur

Det skyldes, at enzymets aktiveringsenergi falder, når fleksibiliteten øges. Det er netop vigtigt, at reaktionen ikke kræver for meget energi for at forløbe, når temperaturen er meget lav. Molekyler bevæger sig nemlig langsommere i kulde, og substratmolekylerne vil derfor kun besidde en lille mængde bevægelsesenergi, som kan bruges til at sætte reaktionen i gang. Ved højere temperaturer bevæger molekylerne sig hurtigere, og enzymerne hos eksempelvis mesofile bakterier behøver derfor ikke den øgede fleksibilitet, som ses i kuldeaktive enzymer hos psykrofile bakterier. Fleksibiliteten skabes ved forskellige tilpasninger i enzymerne. For eksempel har de færre bindinger, som fastholder strukturen.

Cellemembranen er, som vi tidligere har set, også følsom over for temperaturen. For termofile og hypertermofile bakterier vil membranen blive for ”blød i strukturen”, hvis den ikke er tilpasset, så den indeholder mange mættede fedtsyrer. Det modsatte gør sig gældende for psykrofile bakterier. Cellemembranen bliver nemlig under normale omstændigheder for ”fast i strukturen” ved lave temperaturer. Det kan psykrofile bakterier undgå, når cellemembranen indeholder mange umættede fedtsyrer, altså fedtsyrer med dobbeltbindinger mellem nogle af carbonatomerne i carbonkæderne. Som det ses på figur 9 giver en dobbeltbinding et knæk på fedtsyrekæden, sådan at de ikke kan pakkes særlig tæt i cellemembranen. Det resulterer i et lavt smeltepunkt, og det er dermed muligt for bakterier, der lever i kolde miljøer, at opretholde en funktionsdygtig cellemembran med en optimal ”struktur”.

Figur 7. Forskelle på cellemembranen hos mesofile bakterier og termofile/hypertermofile bakterier. Læg mærke til, at cellemembranen hos termofile/hypertermofile bakterier indeholder mange mættede fedtsyrer, hvilket betyder, at phospholipiderne kan pakkes tæt sammen i membranen. Dermed opnås et højere smeltepunkt for membranen.

Figur 8. Isbjerge på Vestgrønland. Dette kan være et levested for psykrofile bakterier. 

Figur 9. Sammenligning af cellemembranen hos mesofile og psykrofile bakterier. Der er flere umættede fedtsyrer i cellemembranen hos psykrofile bakterier, hvilket hjælper med til at bibeholde den optimale ”bløde struktur” i membranen ved lave temperaturer.

Når bakterier lever ved temperaturer under frysepunktet, er det vigtigt at sikre, at der ikke dannes iskrystaller inde i cellerne. Det ville kunne punktere cellemembranen og dermed dræbe cellen. Bakterierne har derfor udviklet nogle såkaldte antifryse-molekyler, som netop beskytter mod dannelsen af iskrystaller. Der findes forskellige typer, eksempelvis specielle proteiner eller sukkerstoffer. Når der er sukkerstoffer til stede, sænkes frysepunktet for vandet i cellerne, og der skal derfor lavere temperaturer til, før vandet fryser til is.
Psykrofile bakterier har altså tilpasset sig de lave temperaturer på forskellige måder, som kombineret gør det muligt for bakterierne at leve i disse ekstreme områder.

Ikka-søjlerne i Grønland

Som nævnt kan psykrofile bakterier findes i ekstremt kolde områder, hvor man umiddelbart ikke vil forvente at finde liv. Et helt særligt miljø, der blandt andet huser psykrofile bakterier, har vakt stor videnskabelig interesse. Det er de såkaldte Ikka-søjler i Grønland.

I dokumentarfilmen ”Naturen – bioteknologiens skatkammer” bliver dette utrolige naturfænomen beskrevet. Der vises desuden flotte videooptagelser af søjlerne. Filmen ligger under fanen ‘Film om bionik’ i menuen til venstre og kan med fordel ses eller genses i forbindelse med dette afsnit. Delen om ekstremofile bakterier og Ikka-søjlerne er fra 05:50 til 07:05 minutter inde i filmen.

Et enestående fænomen

I det iskolde vand i Ikka-fjorden i den sydvestlige del af Grønland står der omkring tusind små og store Ikka-søjler. De er alt fra et par centimeter til 20 meter høje og nogle af dem er flere meter i diameter. De består af det sjældne mineral ikait, som er en form for kalk. Ikka-fjorden er det eneste kendte sted i verden, hvor ikait danner søjler på denne måde. Søjlerne dannes, fordi en hel række særlige betingelser er opfyldt netop her. Omkring fjorden findes der nogle specielle bjergarter, som bliver opløst, når nedbøren siver ned gennem revner i bjergene. Det resulterer i bjergvand med et højt indhold af natriumcarbonat (NaCO₃), som løber ned under fjorden via et system af revner og bliver presset op gennem bunden af fjorden. Havvandet her indeholder calcium (Ca), som reagerer med carbonationen (CO₃^2-) fra bjergvandet og vand (H₂O). Tilsammen danner det ikait (CaCO₃ x 6 H₂O), som består af kalk (CaCO₃) med 6 vandmolekyler bundet til sig. Reaktionen kan ses i figur 10.

Figur 10. Ikait (CaCO₃ x 6 H₂O) dannes ved en kemisk reaktion mellem calcium (Ca) fra havvandet i fjorden, carbonationer (CO₃^2-) fra bjergvandet og vand (H₂O). 

Ikait-søjlerne ville dog hurtigt blive nedbrudt, hvis det ikke var for den konstante lave temperatur i fjorden. Ikait begynder nemlig at blive nedbrudt allerede ved omkring 6 °C, så det er vigtigt at miljøet omkring dem har en konstant lav temperatur. Søjlerne udgør dermed et meget koldt miljø, men ikke nok med det, så er søjlerne særdeles basiske indeni med pH-værdier på omkring 10. Til sammenligning har rent vand en pH-værdi på ca. 7. På trods af det tilsyneladende ugæstfrie miljø er Ikka-søjlerne levested for et utal af levende organismer.

Livet i og omkring Ikka-søjlerne

Der findes et rigt liv i og omkring Ikka-søjlerne – både dyr, planter og mikroorganismer trives her. Uden på søjlerne lever der for eksempel søstjerner, søanemoner og søpindsvin, så området mest af alt minder om et iskoldt koralrev. Inde i søjlernes kolde og basiske indre findes der forskellige arter af ekstremofile bakterier, som har tilpasset sig dette miljø. På grund af den lave temperatur er disse bakterier psykrofile, men de skal samtidig kunne leve i et basisk miljø. Bakterier, der netop trives ved høje pH-værdier, kaldes alkalifile bakterier og er karakteriseret ved at vokse optimalt ved en pH på 8 eller derover. Bakterierne, der findes i Ikka-søjlerne, er dermed både psykrofile og alkalifile, og de har tilpasset sig begge ekstreme forhold. Denne kombination har vakt forskernes interesse på grund af de anvendelsesmuligheder inden for bioteknologien, som disse bakterier potentielt har. Vi mennesker kan nemlig hente inspiration til smarte og bæredygtige løsninger på samfundsmæssige problemer hos ekstremofile bakterier. I næste afsnit ser vi nærmere på, hvad vi kan lære af de små, hårdføre organismer.

Hvad kan vi lære af ekstremofile bakterier?

Ekstremofile bakterier er ikke kun interessante at studere på grund af deres fascinerende evne til at leve under meget barske forhold. De kan også tjene som inspirationskilde til at skabe smarte og bæredygtige løsninger til gavn for samfundet og miljøet. Der kan nævnes adskillige eksempler, og vi vil starte med at vende tilbage til de psykrofile og alkalifile bakterier, som findes i det kolde og basiske miljø inde i Ikka-søjlerne. Forskerne har nemlig fundet flere anvendelsesmuligheder for netop disse bakterier. De producerer blandt andet en række enzymer, som vil kunne bruges til forbedring eller udvikling af produkter, som vi bruger i vores hverdag. Et eksempel er vaskepulver, som kan vaske tøjet rent ved lave temperaturer. I dag indeholder de fleste typer vaskepulver enzymer, som virker optimalt ved 30 °C til 40 °C, og det betyder, at man skal bruge energi på at opvarme vandet hver gang, man vasker tøj. Det kan udgås, hvis man bruger vaskepulver med kuldeaktive enzymer. Man kan dermed spare energi, hvilket både vil gøre det billigere at vaske tøj og være mere skånsomt for miljøet. Enzymer fra bakterierne i Ikka-søjlerne er netop optimale til den slags vaskepulver, fordi de naturligt er virksomme under kolde forhold og ved en pH-værdi på 10. Sæben i vaskepulveret bevirker nemlig, at pH-værdien er omkring 10. Enzymernes rolle i vaskepulveret er at nedbryde snavs, som sidder i tøjet. Det er for eksempel proteiner, som nedbrydes af protease-enzymer, sukkerstoffer der nedbrydes af amylase-enzymer og fedt, som bliver nedbrudt af lipase-enzymer. Når forskerne håber på at finde nye enzymer i ”Ikka-bakterierne” til brug i vaskepulver, leder de derfor blandt andet efter disse tre typer af enzymer. I Ikka-søjlerne er enzymernes naturlige funktion blandt andet at nedbryde andre bakterier og alger, som sandsynligvis er nogle af de primære fødekilder for bakterierne.

Det varierer meget hvilke molekyler, forskellige typer af bakterier har specialiseret sig i at nedbryde. Nogle særlige arter af psykrofile bakterier er eksempelvis i stand til at nedbryde oliemolekyler – og det kan være utrolig nyttigt. Det gør sig for eksempel gældende ved olieudslip. Hidtil har man prøvet at minimere miljøskaderne mest muligt ved blandt andet at inddæmme olien og sprede kemikalier, som omdanner olien til små dråber. Det er dog ikke en særlig effektiv løsning, og desuden kan kemikalierne være giftige, så området bare ødelægges endnu mere. Man er derfor begyndt at se sig om efter nye løsninger til oprydning efter olieudslip. I den forbindelse har psykrofile bakterier, der kan nedbryde oliemolekyler, vakt stor interesse. Bakterierne findes dybt nede i verdenshavene i områder, hvor olie naturligt siver op fra havbunden. Disse bakterier kan dog blomstre op, hvis der er en større mængde olie til stede. Det så man blandt andet ved et enormt olieudslip i Den Mexikanske Golf i 2010, hvor olieforureningens omfang pludselig begyndte at falde, fordi olienedbrydende psykrofile bakterier begyndte at hjælpe til med oprydningsarbejdet. Hvis man kan finde og optimere en bakterieart af netop denne type, vil man måske i fremtiden kunne rydde op efter store olieforureninger på en mere effektiv måde og uden brug af giftige kemikalier. Man skal dog være meget opmærksom på, at når bakterier, som ikke naturligt lever der i så store mængder, eller som er genetisk modificeret, slippes ud i havene, kan det være forbundet med en risiko for at påvirke det naturlige økosystem i området. Optimalt set skal bakteriearten derfor være designet sådan, at den dør, når der ikke er mere olie at nedbryde. På den måde vil sammensætningen af mikroorganismer, dyr og planter kunne vende tilbage til udgangspunktet.

Et tredje eksempel på en anvendelsesmulighed for psykrofile bakterier er i produktion af laktosefri mælk. I Danmark har der i de senere år været øget fokus på mennesker, der ikke kan tåle laktose, eller mælkesukker, som findes i alle mælkeprodukter, der kommer fra køer. Disse mennesker lider af, hvad der kaldes laktoseintolerance. Intolerancen skyldes, at disse mennesker ikke producerer enzymet laktase, som nedbryder laktose. I Danmark er det dog kun en lille andel af befolkningen, som lider af laktoseintolerance, fordi der i madkulturen er tradition for at bruge mælkeprodukter. Den relativt hyppige indtagelse af laktose har betydet, at det gennem mange års evolution har været en fordel at kunne danne laktase-enzymer, og det er dermed efterhånden blevet en normal egenskab. I områder som eksempelvis Asien og Mellemøsten, hvor man ikke på samme måde har ko-mælkeprodukter som en fast ingrediens i madlavningen, er størstedelen af befolkningen laktoseintolerante. Det er derfor på verdensplan meget relevant at kunne producere laktosefri mælkeprodukter. Det kan gøres ved at tilsætte enzymet laktase, som spalter laktosen i mælken. Laktase-enzymer fra mesofile bakterier kan godt bruges til denne proces, men det vil kræve, at mælken opvarmes en smule, for at enzymerne fungerer optimalt. Hvis man derimod bruger enzymer fra psykrofile bakterier, vil man bare kunne tilsætte lidt laktase-enzym til sin mælk i køleskabet og et par timer senere have laktosefri mælk.

Det er ikke kun i forbindelse med udvikling af forskellige nye produkter, at man kan lære noget af de ekstremofile bakterier. Der er sandsynligvis også vigtig viden at hente omkring det helt tidlige liv her på Jorden – viden som ellers ville være svær at få fat i uden en tidsmaskine. Forskerne regner nemlig med, at de første levende organismer muligvis har lignet de nulevende hypertermofile bakterier. Jorden var nemlig et særdeles varmt sted for omkring 3,8 milliarder år siden, hvor det første liv begyndte at udvikle sig. De forhold, hypertermofile bakterier lever under i dag, minder altså sandsynligvis om miljøet dengang. Desuden mener forskerne, at hypertermofile bakterier gennem tiderne har udviklet sig mindre end eksempelvis mesofile bakterier. Det skyldes, at hypertermofilerne har været begrænset til meget specifikke miljøer. Man har derudfra fremsat en teori om, at bakterier, der lever under disse ekstreme forhold, har mange fælles træk uanset, om de lever i dag eller dengang. Man håber derfor på, at kunne komme tættere på at løse gåderne om det første liv på Jorden.
Desuden kan ekstremofile bakterier muligvis bidrage med vigtig viden om andet og mere end livet her på Jorden. Forskere regner nemlig med, at hvis der findes liv andre steder i Universet, så vil det sandsynligvis kunne minde om ekstremofile bakterier. Ved at undersøge disse bakterier her på Jorden, vil vi derfor formegentlig kunne få et hint om, hvilken slags organismer, vi skal lede efter ude i rummet.

Figur 11. Med det kuldeaktive laktase-enzym kan laktosen i mælk nedbrydes ved køleskabstemperatur.