Mikrobiologie anaerober Systeme

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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 Energiekonservierung, Mechanismen der Kohlenstofffixierung oder die syntrophen Abbauwege, die Leben am Rande des thermodynamischen Limits ermöglichen. Anaerobe mikrobielle Konsortien sind essentiell für globale Stoffkreisläufe, die Mineralisierung organischer Schadstoffe in anoxischen Umweltsystemen und für viele biotechnologische Prozesse wie die Abwasserreinigung und die Konversion von organischen Reststoffen oder auch CO2 zu biobasierten Wertstoffen und Energieträgern.

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 Rolle bisher nicht kultivierter Organismen und ihre Bedeutung für Ökosystemfunktionen aufzuklären.

In technischen Systemen wie anaeroben Bioreaktoren entwickeln wir Strategien zur Prozessoptimierung. Ziele sind, mikrobielle Parameter zur Prozesssteuerung zu identifizieren sowie neue Stoffströme und mikrobielle Ressourcen für die Produktion von Wertstoffen und Energieträgern aus erneuerbaren Ressourcen zu erschließen.

In Umweltsystemen untersuchen wir die Rolle anaerober Mikroorganismen in biogeochemischen Kreisläufen und beim Abbau organischer Schadstoffe.

  • Anaerobe Bioraffinerien zur stofflichen und energetischen Nutzung von Biomasse und organischen Reststoffen
  • Mikrobielle Kettenverlängerung und Syngas-Fermentation zur Herstellung biobasierter Plattformchemikalien
  • Erschließung mikrobieller Ressourcen durch Isolation neuer Stämme mit interessanten Gärungswegen
  • Metagenombasierte Analyse und Modellierung metabolischer Netzwerke in anaeroben Konsortien
  • Konstruierte Mischkulturen zur optimierten anaeroben Konversion von Lignocellulose in mittelkettige Carboxylate
  • Reduzierung der Hemmeffekte von Propion- und Buttersäure im Biogasprozess durch Förderung des direkten Interspezies-Elektronentransfers
  • Single Cell Protein aus hydrogenotrophen Bakterien (Power-to-Protein)
  • Flexible Biogasproduktion, Schaumbildung und Prozessstabilisierung beim Einsatz pektinreicher Substrate

MicAS Dezember 2024

Technische Assistentinnen

Anna Hack
Claudia Heber
Ute Lohse

Auszubildender

Oliver Peukert

Studierende

Sophie Lorenz
Moritz Simon Sattler

Alumni

Lisa-Marie Bangen
Dr. Maria Letícia Bonatelli
Dr. Fabian Bonk
Birke Brumme
Dr. Franziska Bühligen
Rodrigo Amarante Colpo
Dr. Tarek M.M. Hamed Elzamel
Eva-Maria Jacobs
Dr. Christin Koch
Friederike Koppius
Dr. Athaydes Leite
Dr. Bin Liu
Dr. Zuopeng Lv
Washington Logroño
Dr. Rico Lucas
Dr. Emine Gözde Özbayram
Dr. Denny Popp

Dr. Katharina Porsch
Sebastian Röther
Bruna Grosch Schroeder
Florian Tittmann
Dr. Babett Wintsche

Verbundvorhaben: Chemikalienproduktion an Biogasanlagen - Upscaling eines Verfahrens zur Herstellung mittelkettiger Carbonsäuren aus regionalen Reststoffen (CapUp), BMWK FKZ 13BDA30013

Feldstudie: Anaerobic fermentation merging the carboxylate and syngas platforms: Harnessing the potential of mixotrophic communities (MixoFerm-Markt), Impuls- und Vernetzungsfond der Helmholtz-Gemeinschaft FKZ PP-B-01-03

Fixing CO2 emissions from biogas plants into carboxylates - CapCO2, Impuls- und Vernetzungsfond der Helmholtz-Gemeinschaft

Entwicklung von Produktionsstätten für flüchtige organische Säuren in industriellen Biogasanlagen (Acidogenese Manipulator) - Teilprojekt: Reduzierung der Hemmeffekte von Propion- und Buttersäure bei der Methanisierung durch Förderung des direkten Interspezies-Elektronentransfers, BMWi (ZIM) FKZ 16KN070166

ERACoBioTech: Synthetic landfill microbiomes for enhanced anaerobic digestion to biogas (SYNBIOGAS), SMWK FKZ 100386143

Verbundvorhaben: Biomethan & Tortersatzstoff aus Pappelholz (PaplGas2), FNR FKZ 2221MT017B

ERANet Verbundprojekt: Verwertung landwirtschaftlicher Rückstände durch anaerobe Vergärung - von Biogas bis zu Carboxylaten. Teilvorhaben: Identifizierung geeigneter Biomasse-Typen in Europa und Entwicklung eines kontinuierlichen Fermentatiosnprozesses zur Säureproduktion (carboxAiD), BMBF FKZ 01DN19018

INNO INDIGO IPP3 S&T Biobased Energy: Entwickung effizienter Biomasse-Konversionspfade für die Produktion und Verwertung von Biokraftstoffen (CONVER-B), BMBF FKZ 01DQ17016

IBÖM02: Biobasierte Capron- und Caprylsäure - Herstellung, Aufreinigung, Vermarktungsstrategie (CapAcidy), BMBF FKZ 031B0389B

Verbundvorhaben: Überwachung von Biogasanlagen mittels der Analyse von Verhältnissen stabiler Isotope (ISOTOP-BIOGAS), FNR FKZ 22013013

Verbundvorhaben: Spurenelemente durch Energiepflanzen - Stoffströme und Handlungsempfehlungen für eine optimierte Prozessbiologie in Biogasanlagen (NiCo), FNR FKZ 22019214

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