Mikrobiologie anaerober Systeme
Forschungsthemen
Zu den anaeroben Mikroorganismen gehören die ältesten Lebensformen 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 globale Stoffkreisläufe, den Abbau von Schadstoffen in anoxischen Umweltsystemen und für viele biotechnologische Prozesse wie die Abwasserbehandlung und die Vergärung von Biomasse und organischen Abfällen zu Biogas und anderen Produkten.
Die AG Mikrobiologie Anaerober Systeme (MicAS) erforscht die Ökologie und Physiologie anaerober mikrobieller Gemeinschaften in natürlichen und technischen Ökosystemen mit dem Ziel, die Stoffwechselaktivitäten anaerober Mikroorganismen für biotechnologische Anwendungen zu nutzen sowie die ökophysiologische Funktion von bisher nicht kultivierten Organismen und ihre Bedeutung für mikrobielle Ökosystemdienstleistungen aufzuklären.
In technischen Systemen wie anaeroben Bioreaktoren entwickeln wir mikrobiologische Strategien zur Prozessoptimierung. Ziele sind i) mikrobielle Parameter zur Prozesssteuerung zu identifizieren und ii) neue Stoffströme und mikrobielle Ressourcen für die Produktion von Wertstoffen und Energieträgern aus erneuerbaren Ressourcen zu erschließen.
In Umweltsystemen, z.B. kontaminierten Grundwasserleitern, untersuchen wir die Rolle anaerober Mikroorganismen in biogeochemischen Kreisläufen und beim Abbau organischer Schadstoffe.
Aktuelle Forschungsthemen im Einzelnen:
- Vergärung lignocellulosereicher und stickstoffreicher Abfall- und Reststoffe
- Bioaugmentation von anaeroben Bioreaktoren
- Spurenelemente im Biogasprozess
- Gärungsprozesse zur stofflichen Nutzung von Biomasse und organischen Reststoffen (Carboxylat-Plattform, Syngas-Plattform)
- Biologische Methanisierung von Wasserstoff aus Überschussstrom (Power-to-Gas)
- Prozessüberwachung anhand der Biogas-Isotopensignatur
- Kohlenstoffflüsse und syntrophe Interaktionen in anaeroben Konsortien
- Metagenombasierte Analyse metabolischer Netzwerke in anaeroben Konsortien
- Mikrobielle Ökologie BTEX-kontaminierter Grundwasserleiter
Leiterin
Wissenschaftler/-innen
Doktoranden/-innen
Fabian Bonk
Flávio César Freire Baleeiro
Bruna Grosch Schroeder
Andreas Hardy Keller
Bin Liu
Washington Logroño
Rico Lucas
Emine Gözde Özbayram
Babett Wintsche
Studierende und Hiwis
Paul Kluge
Michael Schmidt
Linglong Yu
Technikerinnen
Elke Häusler
Ute Lohse
Gastwissenschaftler/-innen
Alumni
Lisa-Marie Bangen
Birke Brumme
Dr. Franziska Bühligen
Dr. Tarek M.M. Hamed Elzamel
Dr. Christin Koch
Dr. Athaydes Leite
Dr. Zuopeng Lv
Dr. Denny Popp
Dr. Katharina Porsch
Sebastian Röther
Laufende Projekte
Helmholtz-Forschungsprogramm Terrestrische Umwelt: Umweltverhalten von Chemikalien
Abgeschlossene Projekte
Externe Kooperationspartner
Deutsches BiomasseForschungsZentrum (DBFZ) / Bereich Biochemische Konversion / Bereich Bioraffinerien
Fachhochschule Nordhausen / Fachbereich Ingenieurwissenschaften
Universität Leipzig / Institut für Organische Chemie
FG Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft, Institut IWAR der TU Darmstadt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) / Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik
Universität Konstanz, Fachbereich Biologie
University of Eastern Finnland, School of Forest Sciences
Jadavpur University, Chemical Engineering Department
Dept. Mikrobiologie, Eötvös-Loránd-Universität Budapest
Inter Baltic Biogas Arena (IBBA)
Microbial Physiology Group, Wageningen University