Sonderforschungsbereich (SFB) 1357: MIKROPLASTIK - Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze; MICROPLASTICS - Understanding the mechanisms and processes of biological effects, transport and formation: From model to complex systems as a basis for new solut, Teilprojekt C 04: Einfluss mikrobieller Diversität und Biofilmbildung auf Abbaumechanismen von Mikroplastik-Partikeln in der Umwelt

Description: Mikroorganismen (MOs, Prokaryoten und Pilze) spielen eine zentrale Rolle bei der Mineralisierung von Mikroplastik (MP) in der Umwelt und stellen ein riesiges unerkanntes genetisches und metabolisches Abbau-Potenzial dar. Es ist daher das Ziel von C04, neue MP-abbauende MOs zu identifizieren, deren MP-Abbauwege aufzuklären, sowie Schlüsselenzym-kodierende Gene des MP-Abbaus und biologische Abbaumechanismen in der Umwelt zu erfassen. Reinkultur-Screenings, Abbauversuche mit Umweltproben und Identifikation von Schlüsselorganismen, stabile Isotopenbeprobung mit 13C-markiertem MP zur Verfolgung des MP-13C-Flusses und Gewinnung von Metagenomen der 13C-MP abbauenden MOs, gerichtete Isolierung, Genomik und Transkriptomik von Reinkulturen und Umweltproben sowie Genexpressionsstudien sollen am MP-Abbau beteiligte Enzym-kodierende Gene und MOs liefern. Beschleunigte Evolution wird zur Gewinnung hocheffizienter MP-abbauender MOs eingesetzt. Weiterhin wird untersucht, ob Biofilme, durch UV-absorbierende Eigenschaften, UV-abhängige Kunststoffoxidation inhibieren können und wie sich die mikrobielle Besiedlung auf die mechanische Stabilität sowie die Oberflächeneigenschaften von Kunststoffen auswirkt. Die hier gewonnenen Erkenntnisse sind zentral für den SFB 1357 und werden einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Rolle von Mikroorganismen für das Schicksal von MP in der Umwelt liefern, die Erkennung von mikrobiellen 'hot spots' MP abbauender MOs in der Umwelt ermöglichen, sowie eine Grundlage für die Entwicklung MP-Abbau-beschleunigender Additive und umweltfreundlicher Kunststoffe bieten.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kunststoff ? Mikroökologie ? Biologische Wirkung ? Biofilm ? Bodenkunde ? Mikroplastik ? Evolution ? Monokultur ? Mikroorganismen ? Pilz ? Abbau ? Umweltveränderung ? Angewandte Mikrobiologie ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Gruppe Internationale Zusammenarbeit (Mitwirkung)
• Leibniz Universität Hannover, Institut für Mikrobiologie (ifmb) (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Pflanzensystematik (Mitwirkung)
• Universität Bayreuth, Fachschaft Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (Mitwirkung)

Time ranges: 2019-01-01 - 2025-09-15

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project C 04: Impact of microbial diversity and biofilm formation on degradation mechanisms of microplastic particles in the environment
  Description: Microorganisms (MOs, prokaryotes and fungi) are central to the mineralization of microplastics (MP) in the environment and represent a huge and rather unstudied genetic and metabolic degradation potential. Thus, objectives of C04 are to identify new MP-degrading MOs, to elucidate their MP degradation pathways as well as to discover genes encoding for key enzymes associated with MP-degradation, and to understand biological degradation mechanisms in the environment. Pure culture screenings, degradation experiments with environmental samples and identification of key organisms, stable isotope probing with 13C-labelled MP to trace MP-13C-carbon flow and to get metagenomes of associated 13C-MP degraders, directed isolation, genomics and transcriptomics of pure cultures and environmental samples as well as gene expression studies will identify MP-degrading enzymes and MOs. Accelerated evolution will be utilized to generate high efficiency MP degraders. A further objective is to elucidate whether biofilms have the potential to inhibit UV-dependent plastic oxidation due to their UV-absorbing characteristics, and how microbial colonization affects mechanical stability and surface properties of plastics. Resulting insights are essential for the CRC 1357 and will foster an understanding of the role of MOs for the fate of MP in the environment, enable the identification of microbial MP degrader 'hot spots' in the environment, set the ground for the development of additives that speed up MP-degradation as well as the development of environmentally friendly plastics. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1084308

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/419410608 (Webseite)

• Webseite zum Förderprojekt

  https://www.sfb-mikroplastik.uni-bayreuth.de/de/ (Webseite)

Status

Aktiv

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