Erweiterung der Mikrobiom-Wissenschaft: Von der Datengenerierung zur Funktionscharakterisierung

• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568759757

Im Bereich der Biomedizin ist die Mikrobiomforschung eines der am schnellsten voranschreitenden Interessengebiete. Angesichts der in den vergangenen 10 Jahren beobachteten Zusammenhänge zwischen dem Mikrobiom und (chronischen) Krankheiten sowie des daraus resultierenden Potenzials für gezielte Interventionen konzentriert sich die aktuelle Forschung auf das Verständnis der Frage, wie Signale von Mikroorganismen, die mit dem Menschen assoziiert sind, die menschlichen Immunreaktionen und die Krankheitsentstehung beeinflussen, und wie dies in den kommenden Jahren für die Präzisionsmedizin nutzbar gemacht werden könnte. Seit ihrer Gründung im Jahr 2014 steht die Mikrobiom-Plattform am Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) an der Spitze der Mikrobiom-Forschung. Hier werden standardisierte Hochdurchsatzmethoden angewendet, die wichtige Beiträge zur Mikrobiom-Forschung leisten. In Zusammenarbeit mit zahlreichen Forschungsinstituten wurden bislang deutlich mehr als 150.000 Proben bearbeitet, die zu mehr als 95 wissenschaftlichen Arbeiten führten. Dennoch haben die bisher angewandten reinen Sequenzierungsstrategien ihre Grenzen im Hinblick auf das tiefergehende Verständnis der Mikroben-Wirts-Interaktion. Die momentane Herausforderung im Bereich der Mikrobiomforschung besteht vor allem darin, von korrelativen Studien zu integrativen funktionellen Studien überzugehen. Das hier vorgeschlagene Projekt zielt daher darauf ab, die derzeit angebotenen Dienstleistungen der Mikrobiom-Plattform für die Nutzer zu verbessern, indem wir neue Methoden sowie ein gemeinsames Probenmanagement und bioinformatische Analysen integrieren. Insbesondere wollen wir die derzeit verfügbaren Hochdurchsatzmethoden (Biobanking, Probenvorbereitung, Extraktion von Nukleinsäuren und sequenzierungsbasierte Diversitätsanalysen) mit den folgenden Ansätzen kombinieren: i) Kultivierung und Ganzgenomsequenzierung zur Identifizierung von Mikroben in einer bestimmten Probe, einschließlich Informationen über potenzielle Virulenzfaktoren und Antibiotikaresistenzen; ii) Aufbau einer Stammsammlung von mit dem Menschen assoziierten Mikroben, die mit den ursprünglichen Proben in unserer Datenbank und Biobank wieder verbunden werden; und iii) Bestimmung der metabolischen Fähigkeiten isolierter Mikroben und komplexer mikrobieller Gemeinschaften. Mit dem vorgeschlagenen Arbeitsablauf stellen wir uns der Herausforderung einer integrativeren Mikrobiomforschung, die über korrelative oder assoziative Studien hinausgeht. Dieses Wissen ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Rolle mikrobieller Gemeinschaften für die menschliche Gesundheit, die Krankheitsentwicklung und mögliche therapeutische Interventionen. Darüber hinaus ermöglicht es die wissenschaftlich fundierte Auswertung weiterer Probentypen wie Boden- oder Stuhlproben aus landwirtschaftlichen Experimenten, die für viele laufende Studien, die sich auf den "One Health"-Ansatz konzentrieren, von großem Interesse und Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Gerätezentren
• Antragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Leiterin: Dr. Corinna Bang
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Mathilde Poyet