AG Mikrobiologie Anaerober Systeme
Zu den anaeroben Mikroorganismen gehören die ältesten Lebensformen auf der Erde und die vielfältigsten Stoffwechseltypen, die jemals in der Evolution entstanden sind, beispielsweise die verschiedenen respirativen und fermentativen Formen der Energiegewinnung, Mechanismen der Kohlenstofffixierung oder die syntrophen Abbauwege, die Leben am Rande des thermodynamischen Limits ermöglichen. Anaerobe mikrobielle Konsortien sind essentiell für den biologischen Abbau von Schadstoffen in anoxischen Umweltsystemen und für viele biotechnologische Prozesse wie die Abwasserbehandlung und die Vergärung von Biomasse zur Biogasgewinnung.
Die AG Mikrobiologie Anaerober Systeme (MicAS) untersucht die mikrobielle Ökologie und Physiologie in anoxischen technischen Systemen und Umweltsystemen, um Schlüsselorganismen und ihre Funktion zu identifizieren und Kohlenstoff- und Energieflüsse sowie mikrobielle Interaktionen aufzuklären.
In technischen Systemen wie Biogasreaktoren entwickeln wir mikrobiologische Strategien zur Optimierung des Biogasprozesses. Die beiden Hauptziele sind dabei i) mikrobielle Parameter zur Prozesssteuerung zu identifizieren und ii) die Vergärbarkeit lignocellulosehaltiger Substrate zu verbessern.
In Umweltsystemen, z.B. kontaminierten Grundwasserleitern, untersuchen wir die Rolle anaerober Mikroorganismen in biogeochemischen Kreisläufen und beim Abbau von Schadstoffen. Dabei soll auch die ökophysiologische Funktion von nicht kultivierbaren Organismen aufgeklärt werden. Weiterhin suchen wir in Extremhabitaten nach biotechnologisch relevanten Mikroorganismen, z.B. für die Bioaugmentation der anaeroben Vergärung schwer abbaubarer Substrate.
Forschungsthemen:
- Vergärung lignocellulosereicher Abfall- und Reststoffe
- Vergärung stickstoffreicher Abfall- und Reststoffe
- Kohlenstoffflüsse und syntrophe Interaktionen in anaeroben Konsortien
- Molekulare mikrobielle Ökologie Kohlenwasserstoff-kontaminierter Grundwasserleiter
Gruppenleiterin
Wissenschaftler(innen)
Doktorand(inn)en
Mihaela Giuburunca
Zuopeng Lv
Denny Popp
Bernadette-Emoke Teleky
Techniker(innen)
Sebastian Röther
Birke Brumme
Studierende
Franziska Gottschald
Yuchuan Liu
Lisa Reither
Steffen Tegtmeyer
Carla Wunsch
Alumni
Methoden
- Anaerobkultivierung
- Betrieb von Laborbiogasreaktoren (in Kooperation mit dem
DBFZ) - Analytik (HPLC, GC, ...)
- PCR-basierte Fingerprinting-Methoden (T-RFLP, SNuPE) auf DNA- und RNA-Ebene und unter Verwendung phylogenetischer und funktioneller Markergene
- Klonierung, Sequenzierung (Sanger, Kapillarelektrophorese), phylogenetische Analyse
- Quantitative PCR
- Whole Genome Amplification (MDA)
- 454 Pyrosequencing (Shot Gun, Amplicon Sequencing)
- Genom- und Metagenom-Analyse, Genomannotation (Genoscope)
- Epifluoreszenzmikroskopie, FISH, CARD-FISH
- Durchflusszytometrie (in Kooperation mit der
AG Flow-Cytometry) - Biokalorimetrie in Anaerobreaktoren (in Kooperation mit der AG Ökothermodynamik/Biokalorimetrie)
- Analyse von stabilen Isotopen (in Kooperation mit dem Dept. Isotopenbiogeochemie)
- Stable Isotope Probing von Nukleinsäuren (DNA-/RNA-SIP)
- Protein-SIP (in Kooperation mit dem Dept. Proteomik)
Projekte
Helmholtz-Forschungsprogramm Erneuerbare Energien
Helmholtz-Forschungsprogramm Terrestrische Umwelt: Chemikalien in der Umwelt
DAAD-MÖB-gefördertes Projekt mit dem Dept. Mikrobiologie der Eötvös-Loránd-Universität Budapest: "Exploration and exploitation of natural lignocellulose-degrading anoxic habitats to obtain microbial cultures with the potential to enhance methane production in industrial biogas plants" (Koordination: Marcell Nikolausz, Erika M. Tóth)
Externe Kooperationspartner
Deutsches BiomasseForschungsZentrum (DBFZ) / Bereich Biochemische Konversion
