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SFB 1535:  Mikrobielle Netzwerke – von Organellen bis hin zu Reich-übergreifenden Lebensgemeinschaften

Fachliche Zuordnung Biologie
Medizin
Förderung Förderung seit 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458090666
 
Mikrobielles Leben hat einen enormen Einfluss auf unsere Gesundheit und Ernährung und bestimmt maßgeblich die Dynamik ganzer Ökosysteme. In ihrem natürlichen Habitat leben Mikroorganismen allerdings nicht als autarke Einheiten, sondern interagieren und kommunizieren durch den Austausch von Nährstoffen und Informationen miteinander – von uns als „Microbial Networking“ definiert. Dieses Networking findet auf verschiedenen Ebenen statt und erstreckt sich von intrazellulären Endosymbionten bis hin zu interzellulären Gemeinschaften, die aus pro- und eukaryotischen Mikroorganismen bestehen. Ein exzellentes Beispiel für eine komplexe Vernetzung sind Organellen, wie Mitochondrien und Chloroplasten, bei denen endosymbiontische Bakterienzellen ihre Individualität aufgegeben haben, um integrale, aber immer noch halb-autonome Teile ihrer eukaryotischen Wirtszellen zu werden. Auf der Ebene mikrobieller Gemeinschaften bilden sich biologische Einheiten höherer Ordnung, die aus prokaryotischen und eukaryotischen Mitgliedern bestehen und gemeinhin als Mikrobiome bezeichnet werden. Die Vision des Sonderforschungsbereichs MibiNet ist es, „Microbial Networking“ in seiner umfassenden Komplexität zu verstehen, um so wichtige Einblicke in die Evolution von Organellen sowie die Funktion von Mikrobiomen zu erlangen. Daher befassen wir uns mit dem Aufbau, der Aufrechterhaltung und der Evolution mikrobieller Netzwerke, angefangen von intrazellulären Interaktionen zwischen Organellen oder Endosymbionten und ihrer Wirtszelle (A-Projekte), bis hin zu interzellulären Interaktionen mikrobieller Gemeinschaften (B-Projekte), wobei wir methodisch modernste in-vivo-Ansätze und Metabolomik (Z-Projekte) verwenden. Es ist anzunehmen, dass der physiologische und metabolische Zustand einzelner Zellen einen starken Einfluss auf die Dynamik und räumliche Struktur von mikrobiellen Netzwerken hat. Um dieser Hypothese nachzugehen, werden wir zentrale Knotenpunkte der zugrundeliegenden Netzwerke aufdecken, um festzustellen, welche metabolischen, regulatorischen und physikalischen Interaktionen auf verschiedenen Netzwerk-Skalen vorherrschen. Auf der Ebene des Stoffwechsels werden wir uns zunächst auf den Energiestoffwechsel des „Microbial Networking“ am Beispiel von Kohlenstoff sowie die Bedeutung des essentiellen Spurenelements Eisen konzentrieren. Wir werden neue, minimal-invasive Ansätze verfolgen, um mikrobielle Interaktionen gezielt zu manipulieren. So hervorgerufene Veränderungen der Genexpression oder des Stoffwechsels werden mit Hilfe quantitativer Methoden ausgelesen. Die Projekte des SFB MibiNet zielen darauf ab, von natürlichen Interaktionen zu lernen und die zugrundeliegenden Prinzipien durch die synthetische Konstruktion von Designer-Organellen, Endosymbionten oder mikrobiellen Konsortien zu überprüfen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
 
 

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