Naturwissenschaften

Öffentlich geförderte Projekte

Zecken-Mikrobiom bestimmen, Diagnostik von Krankheitserregern verbessern

Titel:
Charakterisierung des Mikrobiomes von humanrelevanten Zecken und Optimierung der Diagnostik von zeckenassoziierten Krankheitserregern
Kompetenzfeld:
Bioanalytik
Projektleiter:
Projektzeitraum:
01.01.2018 - 31.12.2020
Mittelgeber:
Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst

Thematik

Zecken sind bekannt als Überträger von Krankheiten wie Borreliose oder FSME. Die Vielfalt an Krankheitserregern in Zecken ist aber sicherlich viel größer. Wer mit einem Zeckenstich zum Arzt geht, ist auf eine schnelle und genaue Diagnose angewiesen. Die Gesamt-DNA und RNA wird aus den Zecken isoliert und die Zeckenart als auch die bakterielle, virale und eukaryotische (parasitäre) Diversität in der Zecke mittels molekularbiologischer Methoden bestimmt. Die Wissenschaftler*innen wollen ein Analyseverfahren entwickeln, um das Mikrobiom in Zecken zu charakterisieren und evtl. weitere Krankheitserreger, die bisher bei Zecken aus Deutschland noch nicht beschrieben worden sind, detektieren zu können. Wenn diese bisher nicht-zeckenassoziierten Krankheitserreger häufig in Zecken zu finden sind, wird eine zuverlässige und spezifische Diagnostik etabliert. Somit kann auch das Risiko durch die Zecke und einer potentiellen Erkrankung besser eingeschätzt werden.

Untersuchung der antimikrobiellen Wirkung von ätherischen Ölen gegen Schimmelpilze und Hefen

Titel:
Untersuchung synergistischer Effekte der antimikrobiellen Wirkung von Bestandteilen ätherischer Öle gegen Schimmelpilze und Hefen und deren Wirkmechanismen
Kompetenzfeld:
Bioanalytik
Projektleiter:
Projektzeitraum:
01.10.2017 - 30.09.2020
Mittelgeber:
Adalbert Raps Stiftung

Thematik

Wenn Nahrungsmittel verderben, verändert sich ihre Textur, ihr Geschmack, ihr Geruch oder ihre Farbe. Dafür sind Mikroorganismen, wie z.B. Bakterien, Schimmelpilze und Hefen, verantwortlich. Was nicht mehr für den menschlichen Verzehr oder zur Weiterverarbeitung geeignet ist, wird entsorgt. Das verursacht nicht nur wirtschaftliche Verluste, sondern auch eine unnötige Verschwendung von Ressourcen.

Lebensmitteltechnologen und Lebensmittelmikrobiologen versuchen deshalb den Verderb von Lebensmitteln zu verhindern - immer wichtiger werden dabei natürliche Konservierungsmittel oder Verfahren.

Als vielversprechend erscheinen Substanzen pflanzlicher Herkunft, z.B. die Inhaltsstoffe ätherischer Öle. Sie zeigen antimikrobielle Eigenschaften. Es bestehen jedoch noch Wissenslücken hinsichtlich der Wirkung gegen einige lebensmittelassoziierte Schimmelpilze und Hefen und Synergien bei Kombinationen der Substanzen. In diesem Projekt sollen die Wirkmechanismen der Bestandteile ätherischer Öle gegenüber ausgewählten Pilzen im Detail untersucht werden. Außerdem sollen effizientere Konservierungsmittel entwickelt werden, indem man die Bestandteile ätherischer Öle kombiniert, die eine hohe antimykotische Wirkung haben.

Abgeschlossene Projekte

Intensität der Waldbewirtschaftung und Totholz – FunWood IV

Titel:| Einfluss der Waldbewirtschaftungsintensität, Baumartenidentität und der pilzlich-bakteriellen Diversität auf Ressourcennutzung, Holzabbau und Gasemissionen von Totholz - FunWood IV
Kompetenzfeld:| Umweltmikrobiologie, Bioanalytik
Projektleiter:| Prof. Dr. Matthias Noll
Projektzeitraum:| 01.03.2017 - 28.02.2020
Mittelgeber:| Deutsche Forschungsgemeinschaft

Thematik

Der Abbau von Holz in terrestrischen Ökosystemen hat weitreichende ökologische Konsequenzen. Totholz ist eine wichtige strukturelle Komponente in Waldökosystemen, die beispielsweise die Kohlenstoff-Sequestrierung und die Nährstoffkreisläufe beeinflusst und ein Habitat für holzbewohnende Organismen bietet. Das Forschungsprojekt FunWood IV setzt an diesen Ökosystemfunktionen an und testet experimentell, ob die Artenvielfalt einen Einfluss auf die funktionelle Diversität der totholz-abbauenden Gemeinschaften hat und wie diese Diversität und die Ökosystemprozesse durch die Intensität der Waldbewirtschaftung beeinflusst werden.

Das Projekt will durch die Kombination aktueller Techniken (Amplicon Gen Sequenzierung, Metaproteomics, Protein-SIP, CO2 Emissionsraten, C/N Elementaranalyse) ein vertieftes Verständnis dazu erreichen, wie pilzliche und bakterielle Lebensgemeinschaften das Totholz unter wechselnden Temperaturbedingungen abbauen. FunWood IV hat innerhalb des BeLong Dead-Konsortiums (Biodiversitäts Exploratorien im Langzeitexperiment mit Totholz) im DFG-Schwerpunktprogramm 1374 folgende Kernfragestellungen:

  • Untersuchung der funktionellen Diversität von totholzabbauenden Lebensgemeinschaften
  • Beurteilung der funktionellen und strukturellen Antwort holzabbauender Lebensgemeinschaft bei wechselnden Temperaturbedingungen und
  • Analyse des Einflusses von Waldbewirtschaftungsintensität und Baumartenidentität auf die Biodiversität und deren Beitrag zum Totholz-Abbau.

Langzeitexposion von Bakterien mit Mikrobiziden in subletalen Konzentrationen

Titel:| Langzeitexposion von Bakterien mit Mikrobiziden in subletalen Konzentrationen: Untersuchung lebender, aber nicht kultivierbarer Bakterien
Kompetenzfeld:|
Lebensmittelbiotechnologie, Umweltmikrobiologie, Bioanalytik
Projektleiter:|
Prof. Dr. Matthias Noll
Projektzeitraum:|
01.09.2016 - 31.08.2018
Mittelgeber:|
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)

Thematik

Viele Bakterien - darunter auch wichtige Krankheitserreger - gehen unter Umweltstress-Bedingungen in einen physiologischen Zustand über, in dem die Zellen zwar lebensfähig, aber unter Standard-Laborbedingungen nicht kultivierbar sind (sog. ‘viable but nonculturable’, VBNC-Zustand). Die Zellen können im VBNC-Zustand ihre Infektiosität erhalten oder nach einer „Wiederbelebung“ zurückgewinnen.

Der Übergang in den VBNC-Zustand wird durch verschiedene chemische und physikalische Faktoren induziert. Beispielsweise durch chemische Substanzen, die als Mikrobizide eingesetzt werden. Der VBNC-Zustand stellt unter Umständen für Bakterien eine Überlebensstrategie dar, um sich der Wirkung von Mikrobiziden zeitweilig zu entziehen. Trotz des breiten Einsatzes von antimikrobieller Substanzen besteht daher die Gefahr, dass die Subpopulationen zu wiederkehrenden Infektionen im klinischen Umfeld und persistierenden Kontaminationen in der Lebensmittelproduktion beitragen. Da Bakterienzellen im VBNC-Zustand sich nicht durch kulturbasierte Verfahren erfassen lassen, entziehen sie sich den traditionellen Nachweissystemen.

Um die Infektionsgefahr nachhaltig zu mindern, den Antibiotikaverbrauch zu verringern und die Ausbreitung von Resistenzen einzudämmen, sind risikobasierte Hygienemaßnahmen erforderlich. Sie müssen an den kritischen Kontrollpunkten ansetzen. So wird erreicht, dass die Transmissionsketten unterbrochen werden. Ziel des Forschungsprojektes ist es, detaillierte Kenntnisse über Infektionsquellen und Übertragungswege, die relevanten Erreger und ihre Eigenschaften sowie die Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Mikrobiziden zu erhalten.