Obwohl das Abyssal den größten benthischen Lebensraum auf der Erde darstellt, sind mikrobielle Eukaryoten bisher kaum untersucht worden. Dies steht in krassem Widerspruch zur potentiellen Bedeutung der Protisten für den Stofffluss und den Bakterienkonsum in der Tiefsee. Die Untersuchung der abyssalen Protisten von verschiedenen Tiefseebecken des südlichen Nordatlantik soll einen globalen Vergleich der Tiefsee-Nanofauna erlauben. Wir rechnen mit einer einzigartigen Gemeinschaft von Protisten, die signifikante Unterschiede zu anderen marinen Habitaten aufweist. Die Untersuchungen sollen zusammen mit dem Projekt VEMA-TRANSIT durchgeführt werden. Dadurch entsteht die einzigartige Möglichkeit, die gefunden Besiedlungsmuster auf verschiedenen Größenstufen der Tiefseeorganismen vergleichend zu analysieren. Wir wollen an Bord der R/V Sonne mit einem Multicorer Sedimentproben nehmen, Protisten isolieren, kultivieren und zusätzlich Proben fixieren, um im Labor in Köln RNA- und DNA- und Proteom-Analysen durchzuführen. Neben dem Vergleich der unterschiedlichen Techniken wollen wir isolierte Protisten aus der Tiefsee unter Druck kultivieren und Genexpressionsmuster bei Druckinkubation analysieren, um typische Tiefseeprotisten zu identifizieren. Wir erwarten ein komplett neues Verständnis der Rolle der Nano- und Mikroprotisten (heterotrophe Flagellaten, Amöben und Ciliaten), die sehr viel artenreicher als die traditionell berücksichtigten Foraminiferen sind.
Ziel ist es, einen Maßnahmenkatalog für ein standardisiertes Ausbruchsmanagement unter Berücksichtigung der neu etablierten Sammel- und Analyseverfahren zu erarbeiten, um relevante Infektionsquellen schnellstmöglich identifizieren und beseitigen zu können und somit eine weitere Ausbreitung unterbunden wird. Der Maßnahmenkatalog soll mit Hilfe eines Expertenteams, das in Verantwortung des LGL etabliert wird, erstellt werden. In diesem Rahmen evaluiert das LGL als Endnutzer die im Verbund erarbeitete Screeningmethode (Antikörper-Mikroarray) zur Serotypisierung in Wasser- und Luftproben und etabliert eine Referenzmethode, die auf einer Lebend/Tot-PCR beruht. Dieses Testsystem ermöglicht die Identifizierung des Status von L. pneumophila (infektiös, kultivierbar, lebend, viable not but not culturable (VBNC), tot, in Amöben). Zum Vergleich analysiert das LGL die Proben mit dem Standardkulturverfahren. Des Weiteren wird eine Methode zur molekularbiologischen Feintypisierung für Legionellen als Referenzmethode am LGL aufgebaut. Im Einzelnen ergibt sich folgende Arbeitsplanung: 1. Etablierung eines Testsystems zur Identifizierung des Status von L. pneumophila (infektiös, kultivierbar, lebend, viable but not culturable (VBNC), tot, in Amöben) mittels Lebend/Tot-PCR, in Wasser- und Aerosolproben 2. Verbesserung der Strategien für die Bioaerosol- und Wasserprobenahme, um die Sensitivität zu steigern 3. Aufbau einer molekularen Feintypisierungsmethode zur Bestimmung der Klonalität der Legionellenstämme in Umwelt- und Patientenproben 4. Evaluierung des Screening-Programms / Messprogramms von Wasser- und Luftproben mittels Antikörper-Mikroarray, Kulturverfahren, PCR und Feintypisierung 5. Erstellung eines Maßnahmenkataloges mit Hilfe eines Expertenteams (Workshop) und daraus Erarbeitung einer VDI-Richtlinie.
Protozoa play a dominant role in controlling the flux of carbon through bacteria in soil, in particular in the plant rhizosphere and detritusphere. In contrast to the fundamental role of nanoprotozoa in soil systems there is only anecdotal information on the diversity of these most abundant eukaryotes in soil. One major reason for the general ignorance of nanofauna were methodological difficulties in analysing small protists in the opaque soil environment and the lack of taxonomic expertise. However, recent developments in molecular biology and in the cultivation of so-called uncultivable protists now allow the incorporation of nanofauna studies to close the important gap on this important trophic link in the soil food web. During the first grant period our groups have developed new specific molecular primers for several clades of flagellates and amoebae which are currently applied in a first high through-put 454- sequencing initiative. We also adopted a new aliquot cultivation procedure to soils, allowing sequencing of single clones, and direct analyses of soil suspensions. We are ready to apply these methods on all 150 intensively studied forest plots to analyze the abundance and biodiversity of flagellates and amoebae. The combination of these methods now allows us to obtain comparable estimates of the diversity of heterotrophic flagellates and naked amoebae in unprecedented detail. This generates the first data set worldwide considering nanoprotists as the most abundant but least studied soil component on a quantitative and qualitative level in direct relation to data on corresponding bacteria, fungi, and many other biotic and abiotic soil parameters (above and below ground). Closing the gap between bacteria and multicellular organisms should be fundamental for our understanding of the biodiversity in soil.