Mitarbeiter an diesem Thema: Dr. Emma Gagen, Stefanie Daxer und Prof. Dr. Michael Thomm


DARCLIFE - Kultivierung archaeeller Modelorganismen und Anreicherung neuer benthischer Archaeen

DARCLIFE ist ein gemeinsames Forschungsprojekt der Universität Regensburg, dem MARUM-Center der Universität Bremen und der Universität in North Carolina, welches vom ERC (Projekt AdvG 247153) gefördert wird. Ziel ist es herauszufinden, welche Archaeen in den tieferen Schichten unterhalb des Meeresboden leben. Archaeen scheinen als Hauptakteure in diesen Sedimenten aufzutreten (Lipp et al., 2008), allerdings gibt es für die meisten dieser bisher identifizierten und phylogenetisch tief abzweigen Organismen noch so gut wie keine kultivierbaren Isolate.  Daher ist nur wenig über die Funktion der Archaeen in den Bereichen unterhalb des Meeresboden, über ihre Überlebensstrategien in solch energiearmen Umgebungen und über ihre Beteiligung an elementaren Kreisläufen bekannt.

Auf Grund fehlender Laborkulturen dienen Biomarker (z.B. Nukleinsäuren, Lipide) dazu,  mikrobielle Populationen zumindest in der Natur nachzuweisen, zu identifizieren und zu verfolgen. Die Analyse von  sogenannten „Intact Polar Lipids“ (ILPs) wurde erst kürzlich entwickelt und wird dazu eingesetzt, mikrobielle Aktivitäten zu untersuchen. Man geht davon aus, dass ILPs als Biomarker Informationen über lebende mikrobielle Zellen liefern können (Sturt et al., 2004) und somit Einblicke in mikrobielle Stoffwechselprozesse in diesen Lebensräumen (Biddle et al., 2006) geben.

Emma Gagen


Stefanie Daxer, Dr. Emma Gagen, Michael Loscar

An der Universität Regensburg werden Modelorganismen unter definierten Bedingungen (Temperatur, Stickstoff/Phosphat-Verfügbarkeit, pH-Wert, etc.) kultiviert, um den Zusammenhang zwischen verschiedenen Umweltbedingungen und archaeellen IPLs untersuchen zu können. Zurzeit werden drei sehr unterschiedliche Archaeen im Großmaßstab (bis zu 300 Liter) kultiviert:

  1. Nitrosopumilus maritimus, ein mesophiler Ammonium-Oxidierer
  2. Methanothermobacter thermoautotrophicus, ein Vertreter der thermophilen, autotrophen Methanogenen
  3. Thermococcus kodakarensis, ein hyperthermophiler, heterotropher Schwefel-Reduzierer
Veränderungen in der Zusammensetzung der Membranlipide dieser Archaeen als Antwort auf unterschiedliche Wachstumsbedingungen werden von Wissenschaftlern am MARUM-Center der Universität Bremen untersucht.

Zusätzlich versuchen wir  neue archaelle Vertreter aus Meeressedimenten anzureichern und zu isolieren, um Physiologie und Stoffwechseleigenschaften einiger dieser phylogenetisch tief abzweigenden Organismen besser verstehen zu lernen.

Weitere Informationen unter:
http://www.marum.de/en/HinrichsLab_DARCLIFE.html

 

Steffi Daxer
Michael Loscar

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Kai-Uwe Hinrichs (MARUM, Bremen)  
Dr. Travis Meador (MARUM, Bremen)  
Dr. Marcos Yoshinaga (MARUM, Bremen)
Dr. Andreas Teske (University of North Carolina)
Dr. Cassandre Lazar (University of North Carolina)

 


Referenzen:

Biddle et al., 2006, Heterotrophic Archaea dominate sedimentary subsurface ecosystems off Peru. Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 103 (10), p3846-3851.

Lipp et al., 2008, Significant contribution of Archaea to extant biomass in marine subsurface sediments. Nature, vol 454, p991-994.

Sturt et al., 2006, Intact polar membrane lipids in prokaryotes and sediments deciphered by high-performance liquid chromatography/electronspray ionization multistage mass spectrometry –new biomarkers for biogeochemistry and microbial ecology. Rapid Communications in Mass Spectrometry, vol 18, p617-628.