Herzlich willkommen am Lehrstuhl für Mikrobiologie und Archaeenzentrum

 

Prof. Dr. Michael Thomm
michael.thomm@biologie.uni-r.de
Tel.: 0941/943-3160
Raum: BIO 1.2.32

Universität Regensburg
NWF III /Biologie und Vorklinische Medizin
Lehrstuhl für Mikrobiologie
Universitätstraße 31
D-93053 Regensburg

Sekretariat
sekretariat.thomm@biologie.uni-r.de
Tel.: 0941/943-3161
Fax: 0941/943-2403
Raum: BIO 1.2.31

 




 

Kurzer Überblick über die Arbeitsgebiete am Lehrstuhl 

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Archaea stellen neben den Bacteria und Eukaryonten die dritte Domäne des Lebens dar. Die bisher kultivierten Archaea leben alle in extremen Lebensräumen, die häufig vom Vulkanismus geprägt sind. Molekulare Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß auch im Meer, in Süßwasserseen und Böden bisher nicht kultivierbare Archaeen teilweise in großer Menge vorkommen. Wir beschäftigen uns mit der Identifizierung, Isolierung und Charakterisierung bisher unbekannter Vertreter der Archaeen und der Bakterien, mit deren Ultrastruktur und der Molekularbiologie dieser Organismen, insbesondere der Transkription und der Kultivierung im Großmaßstab zur Produktion von Zellmassen.

Untersuchungen in unserem Labor haben gezeigt, daß die Transkriptionsmaschinerie der Archaea in ihrem grundsätzlichen Aufbau dem Polymerase II Transkriptionsapparat der eukaryontischen Zelle ähnelt. Die Wechselwirkung der Proteinkomponenten des archaeellen Transkriptionsapparates untereinander und mit der Promotor-DNA wird in einem Projekt untersucht.
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Ein weiteres Projekt befaßt sich mit der Regulation der Transkription bei Pyrococcus. Dieser Organismus, der optimal bei 100°C wächst, kann die Transkription bestimmter Gene, z.B. für den Abbau von Cellobiose, in Abhängigkeit von der Kohlenstoffquelle im Kulturmedium an- oder abschalten. Mit Hilfe eines in unserem Labor entwickelten zellfreien Transkriptionssystems sollen archaeelle Genregulatoren identifiziert und deren Wirkungsmechanismus aufgeklärt werden.

Mit Hilfe neuartiger Identifizierungs- und Isolierungsmethoden mikrobieller Hochtemperatur-Ökosysteme, bei denen unter Verwendung von 16S rRNA-Sonden Schnellanalyseverfahren entwickelt wurden, können bekannte und neue Organismen rasch identifiziert werden.
Weiterhin wurde dafür von uns die Laserpinzette ("optical tweezer") verbessert, so daß es nunmehr möglich ist, gezielt Einzelzellen zu isolieren und deren Nachkommenschaft zu untersuchen.

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Ein weiteres Projekt befaßt sich mit der Untersuchung des neuen archaeellen Reiches der "Nanoarchaeota". Bei dem einzigen bisher bekannten Vertreter "Nanoarchaeum equitans" handelt es sich um die kleinste bisher bekannte lebende Zellen (~ 100mal kleiner als das Bakterium E. coli). Untersucht wird die Lebensweise dieser obligater hyperthermophiler Symbionten/Parasiten, seine genetische Ausstattung und das Zusammenspiel mit seinem Wirtsorganismus.
In der Arbeitsgruppe "Elektronenmikroskopie" wird der Aufbau der Zellen und Zellhüllen von Ignicoccus und Nanoarchaeum untersucht. Diese beiden hyperthermophilen Archaeen werden zusammen in einer Kultur gezüchtet und bilden dabei einen unmittelbaren Kontakt zwischen den Zellen aus. Ziel der Untersuchungen ist das Verständnis der strukturellen und molekularen Details dieser Zell-Zell-Interaktion.
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Ein seit kurzer Zeit begonnenes Projekt beschäftigt sich mit Fortbewegungsorganellen von Archaeen. Diese Flagellen unterscheiden sich in Ultrastruktur und wohl auch im Mechanismus ihrer Synthese von denen der Eubakterien. Wir wollen versuchen, archaelle Flagellen über Fluoreszenz-Markierung direkt zu analysieren - erste Ergebnisse zeigen, dass dies zumindest für Pyrococcus furiosus möglich ist. Das Fernziel ist es, archaeelle Flagellen in situ analysieren zu können (à Bewegungsmechanismus; Synthesemechanismus; ...).
Im Biotechnikum des Archaeenzentrum stehen uns 11 verschiedene Bioreaktoren, sog. Fermenter, in unterschiedlichen Größen von 10 bis 300 Litern Fassungsvermögen zur Verfügung. Dabei handelt es sich um Spezialfermenter, die besonders für die Züchtung und Vermehrung von Archaeen und anderen Hochtemperaturorganismen ausgelegt sind und in denen wir die natürlichen vulkanischen Lebensverhältnisse der Archaeen simulieren. Damit sind wir in der Lage, von bestimmten Stämmen sogar Zellmassen bis in den Kilomaßstab zu gewinnen.
 
Fermenterraum