Um den Einfluss von Umweltfaktoren auf die menschliche Darmmikrobiota zu untersuchen haben wir ein simplifiziertes Modelsystem entwickelt. Das Model System besteht aus 8 für den Darm typischen Bakterienspezies. Durch eine Kultivierung dieser Gemeinschaft in einem kontinuierlich laufenden Bioreaktorsystem können die Einflüsse von Umweltstressoren auf Darmbakterien besser verstanden werden.

Unser Interesse ist die Untersuchung mikrobieller Gemeinschaften und wie diese auf Änderungen z.B. Diät, Xenobiotika und externe Einflüsse reagiert. Von besondere Interesse sind nicht nur die Änderung der taxonomische Zusammensetzung der Mikrobiota, sondern auch die funktionelle Änderungen im Stoffwechsel, da Bakterien vielseitig ihren Stoffwechsel an den Umweltbedingungen anpassen können.

Chronische entzündliche Darmerkrankungen des menschlichen Darms beeinflussen neben die im Darm lebenden mikrobiellen Gemeinschaften auch das Immunsystem des Wirts. Bei entzündlichen Erkrankungen des Dickdarms ist die dabei am stärksten betroffene Struktur die Schleimschicht. Um den Heilungsprozesse nach chronischer Colitis aufzuklären, untersuchen wir das Zusammenspiel des Mikrobioms und des Wirtsimmunsystems in einem DSS-induzierten Colitis-Mausmodell.

In den letzten Jahren wurden vereinzelt kleine Proteine entdeckt, denen eine wichtige Rolle in verschiedenen Bakterien zukommt. Für ein besseres Verständnis der komplexen menschlichen Darmmikrobiota und deren Interaktion, kann die Identifizierung und funktionelle Analyse kleiner Proteine daher einen wichtigen Beitrag leisten.

Wir untersuchen die funktionelle und strukturelle Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft in verschiedenen Bodenwasserschichten. Eine wichtige Fragestellung ist die Untersuchung der Schlüsselorganismen welche die Nährstoffkreisläufe (Kohlenstoff und Stickstoff) beherrschen.

Wir untersuchen die taxonomische Diversität und deren Funktionen von Totholz abbauenden Mikroorganismen. Wir erwarten wichtige Erkenntnisse in unseren Untersuchung bei der Rolle von Totholz in Ökosystemprozessen wie z.B. Kohlenstoff- oder anderen Nährstoffkreisläufen.

Jahrzehntelang wurden halogenierte organische Verbindungen in industriellen Anwendungen, z.B. als Lösungsmittel verwendet. Die Regulation von Abbauprozessen im Modellorganismus Dehalococcoides myccartyi CBDB1 wird proteomisch untersucht. Hierfür quantifizieren wir die beteiligten Enzyme und analysieren deren Interaktionen sowie posttranslationalen Modifikationen.

Bodenmetaproteomik ermöglicht die Beschreibung der mikrobiellen Zusammensetzung und die Identifizierung von Proteinen in Böden, die z.B. der Entwaldung, Schadstoffkontamination oder landwirtschaftlichen Bewirtschaftung ausgesetzt waren.