In diesem Projekt werden die Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Pilzen mit dem Ziel erforscht, Faktoren zu ermitteln, die Infektionsprozesse entweder fördern oder abschwächen. Wir untersuchen die Rolle von Pilz-"Helferbakterien" und Schutzsymbionten nützlicher Bodenpilze, die Virulenzfaktoren inaktivieren bzw. den Wirt vor Fressfeinden schützen. Unsere Ergebnisse geben nicht nur Aufschluss über ökologisch relevante Interaktionen zwischen mehreren Partnern, sondern sind auch für Anwendungen in Landwirtschaft und Medizin von Bedeutung.
Wir untersuchen, wie funktionell unterschiedliche M1- und M2-Makrophagen-Phänotypen miteinander kommunizieren, um mikrobielle Infektionen abzuwehren und die Gewebshomöostase im Wirt wiederherzustellen. Dabei konzentrieren wir uns auf Lipidmediatoren als Signalmoleküle, die durch mikrobielle Exotoxine in Makrophagen gebildet werden und damit Phagozyten und andere Immunzellen steuern. Wir prüfen, ob die gezielte Manipulation von Lipidmediatoren mit Wirkstoffen, insb. Naturstoffe aus anderen Organismen, genutzt werden kann, um zelluläre Wirtsfunktionen so zu modulieren, dass mikrobielle Infektionen effektiv bekämpft werden und die Homöstase wiederhergestellt wird.
Im Rahmen dieses Projekts untersuchen wir das biosynthetische Potential und die sekretierten Biomoleküle von Termitomyces, dem Futterpilz der Pilz-züchtenden Termite Macrotermes natalensis, um (a) wichtige chemischen Mediatoren (z. B. Terpene) der symbiotischen Beziehung sowie deren biosynthetische Grundlagen zu identifizieren, und (b) die oxidativen Abbaumechanismen aufzuklären, welche Frassfeinde abwehren und Pflanzenmetaboliten detoxifizieren können. Dieses CRC-Projekt wird grundlegende molekulare Einblicke in den bemerkenswerten Erfolg von komplexen Symbiosen liefern und einzigartige Einblicke in die Stabilität von Monokulturen liefern.
Nützliche Mikroorganismen sind essentiell für die Gesundheit von Tieren und Pflanzen, aber die molekularen Grundlagen der Zusammensetzung symbiotischer Gemeinschaften sind nur unzulänglich bekannt. Anhand einer experimentell zugänglichen Schutzsymbiose in Käfern wird dieses Projekt die Sekundärmetabolite der beteiligten Bakterien charakterisieren und ihren Einfluss auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft sowie die Schutzfunktion für den Wirt aufklären. Die Ergebnisse werden wichtige Einblicke in die Dynamik antagonistischer und mutualistischer Interaktionen zwischen Symbionten und die Prinzipien der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften liefern.
Engineered Living Materials (ELMs) werden zunehmend als die am vielversprechendste Lösung für die praktische Anwendbarkeit der synthetischen Biologie angesehen und rücken damit verstärkt in den Fokus der Forschung. Bei diesen Materialsystemen ermöglicht die Verkapselung gentechnisch veränderter Organismen die Herstellung in anwendungsgerechten Formaten, eine einfache Handhabung, die stabile Lagerung sowie den Einsatz in großem Maßstab. Von besonderer Bedeutung ist die sichere Verkapselung beim Einsatz von Bakterien als lebende Komponente, da sich diese Organismen durch hohe Wachstumsraten, geringe Größe und beispiellose Anpassungsfähigkeit auszeichnen. Bisher gibt es nur wenige Studien, die sich konkret mit der Eindämmungsfähigkeit von ELMs befassen. Bei diesen kamen mehrschichtige Materialsysteme zum Einsatz, bei denen das Wachstum der Bakterien durch eine stabile Barrierehülle physikalisch auf das Materialinnere begrenzt wurde. Dieses Konzept ist jedoch äußerst anfällig für Versagen durch Beschädigung der Hülle oder durch Herstellungsfehler, die zur Freisetzung der Bakterien führen. Eine andere Eindämmungsmöglichkeit bieten genetische Methoden, wie Auxotrophie oder Tot-Schalter. Diese Strategie wiederum ist anfällig für Versagen durch Mutationsflucht. Da die jeweiligen Nachteile der beiden Strategien voneinander unabhängig sind, besteht die Erwartung, dass sich durch Kombination die jeweiligen Probleme überwinden lassen. ContainELMs wird diese Möglichkeit systematisch auf synergistische Weise untersuchen. Dabei werden die Bakterien genau an die spezielle Mikroumgebung angepasst, die das Materialinnere bietet. Dies wird durch die Entwicklung von Überlebens-Schaltern erreicht, die das Überleben der Bakterien nur unter bestimmten, von der Umgebung verschiedenen Bedingungen ermöglicht, wie Anwesenheit eines speziellen Reagenzes, Peptids oder bei einem bestimmten pH-Wert. Auf diese Weise ist das Überleben der Bakterien innerhalb des Materials begünstigt, wodurch kein Mutationsdruck aufgebaut wird. Gleichzeitig ist die Abhängigkeit von einer unbeschädigten, physischen Barriere verringert. ContainELMs wird unter Verwendung eines Modellbakteriums, E. coli, sowie eines nicht-modellhaften Lactobacillus-Stamms entwickelt, die jeweils von Interesse für Gesundheits- und Umweltanwendungen sind. Dabei wird das ELM aus Fasern gebildet, die durch Kombination von elektrohydrodynamischem Jetting, zur Herstellung eines für die Bakterien maßgeschneiderten Innenteils, mit chemischer Gasphasenabscheidung, zur Aufbringung einer Barriereschicht, geschaffen werden. Die Leistungsfähigkeit von ContainELMs wird für die Dauer von mindestens einem Monat überprüft werden, während des simulierten Einsatzes zur biologischen Sanierung von Flusswasser. Die durch ContainELMs entwickelten Methoden und Kenntnisse sollen eine breite Verwendung dieser materialzentrierten, aktiven Eindämmungsstrategie in allen Arten von Hybrid-ELMs ermöglichen.
Mikrobengemeinschaften werden durch Antibiotika wie Thiopeptide (TP) und Umweltfaktoren wie Schwermetalle (SM) strukturiert. In diesem Projekt wird die Signalwirkung sublethaler TP-Dosen über den TP-aktivierten TipA-Rezeptor und seine Verschränkung mit SM-Stress und -Resistenzmechanismen auf molekularer, genomischer und zwischenartlicher Ebene erforscht. Ligandfunktion, Zielgene und SM-Abhängigkeit werden dazu in Modelorganismen und Mikrokosmen mit gezielten Mutanten, Werkzeugverbindungen, und SM-kontaminierter Bodenmedien geklärt
| Origin | Count |
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| Bund | 6 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 6 |
| License | Count |
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| offen | 6 |
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| Deutsch | 6 |
| Englisch | 6 |
| Resource type | Count |
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| Webseite | 6 |
| Topic | Count |
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| Lebewesen und Lebensräume | 5 |
| Mensch und Umwelt | 6 |
| Wasser | 1 |
| Weitere | 6 |