Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gemeinsam Keime aufspüren: Interdisziplinäres Projekt MikroPlex startet in Jena

16.02.2009
Einzelne Mikroben aus Boden- oder Lebensmittelproben schnell zu identfizieren und neue Wirkstoffe zu finden sind die Ziele der Forschungsinitiative "MikroPlex", die der Freistaat Thüringen als ProExzellenz-Forschungsvorhaben mit einer Million Euro fördert.

In einem Gramm Boden können 100 Millionen Bakterien aus bis zu 7.000 verschiedenen Arten leben. Und auf der Oberfläche von Rindfleisch befinden sich auch unter hygienisch einwandfreien Verhältnissen nach dem Schlachten ca. 1.000, auf Schweinefleisch ca. 10.000 Keime pro cm2. Krankmachende Keime wie etwa Salmonellen machen allerdings nur einen sehr geringen Anteil, nämlich nicht mehr als 10 bis 100 Keime pro cm2, aus.

"Diese überaus komplexen mikrobiellen Lebensgemeinschaften zu untersuchen, und zum Beispiel die krankmachenden von den unschädlichen Mikroben zu unterscheiden, stellt eine sehr große wissenschaftliche Herausforderung dar", erläutert Prof. Dr. Jürgen Popp, der als Leiter der Institutes für Physikalische Chemie der Universität Jena und des Institutes für Photonische Technologien (IPHT) "MikroPlex" koordiniert. Je nachdem, ob man Bakterien auf Fleisch oder im Boden untersucht, verändern sich durch die Anpassung der Zellen an ihre Umgebung ihre biochemischen Merkmale.

"Ein solches Projekt erfordert deshalb mehrere Partner, die ihre jeweiligen Erfahrungen zur Lösung der gestellten Aufgaben einbringen", so Popp weiter. Im wissenschaftlichen Vorstand der Forschungsinitiative sind deshalb außer Popp selbst auch Prof. Dr. Axel Brakhage (Leibniz-Institut für Infektionsbiologie und Naturstoffforschung - Hans-Knöll-Institut (HKI)) und Prof. Dr. Erika Kothe, die wie auch Brakhage an der Universität Jena eine Professur für Mikrobiologie inne hat. Das Projekt ist an die Graduiertenschule "Jena School of Microbial Communication (JSMC)" angebunden und nutzt deren Strukturen und Einrichtungen.

Popp und seine Kollegen wollen die Analytik von Mikroorganismen in komplexen Umgebungen dahingehend weiterentwickeln, dass sie unabhängig von einem Labor möglichst vor Ort - auf einem Acker oder in einem Schlachthof - vorgenommen werden kann und schnell und einfach zu handhaben ist. Dabei setzen sie auf eine Kombination aus verschiedenen optischen und spektroskopischen Methoden wie Mikroskopie, Fluoreszenz- und Raman-Spektroskopie in Verbindung mit mikrobiologischen Färbetechnologien.

"Vorteil der optisch-spektroskopischen Analysemethoden ist dabei die Vielzahl von Informationen, die wir durch die Kombination der einzelnen Verfahren gewinnen können, und die zerstörungsfreie Herangehensweise", so Popp. Weil die Mikroorganismen diese Analyse überleben und sich in Kultur weiter vermehren, stehen sie im Anschluss noch für herkömmliche mikrobiologischen Untersuchungen zur Verfügung.

Doch die Jenaer Forscher interessieren sich nicht nur für die Bakterien selbst, sondern auch für ihre Stoffwechselprodukte. Oft geben Mikroben nämlich Stoffe an die Umgebung ab, welche für den Menschen zum Beispiel als Antibiotika oder andere pharmakologisch wichtige Substanzen von großem Nutzen sind. "Wir haben uns im Rahmen von MikroPlex deshalb auch das Ziel gesteckt, den Nachweis und die Charakterisierung dieser Stoffe voranzutreiben", beschreibt HKI-Direktor Brakhage einen weiteren Teil des Projektes. Bisher gelingt die Identifizierung solcher Naturstoffe nur dann, wenn die Mikroorganismen sie unter kontrollierten Bedingungen im Labor herstellen. "Es ist aber aus ökologischer Sicht sehr wahrscheinlich, dass Bakterien die meisten ihrer Wirkstoffe nur dann abgeben, wenn sie im natürlichen Lebensraum damit Konkurrenten, etwa Pilze, vertreiben wollen", betont Brakhage. Daher wäre es ein Durchbruch, wenn diese Stoffe direkt im komplexen Medium wie z. B. dem Boden identifiziert werden könnten.

Die beschriebenen spektroskopischen Methoden bieten hier neue Möglichkeiten, mit deren Hilfe der direkte Nachweis der Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen möglich ist. Dies ist sowohl für die Entdeckung neuer pharmakologisch wirksamer Naturstoffe, als auch für die Entschlüsselung der Mechanismen der Konkurrenz im Lebensraum Boden von großer Bedeutung. Die entdeckten Substanzen können am HKI in der durchgehenden Bearbeitungslinie weiter charakterisiert und zur Marktfähigkeit entwickelt werden.

Neben den wissenschaftlichen Zielen verfolgt die Forschungsinitiative auch strukturelle und wirtschaftliche Ziele. So soll die Zusammenarbeit zwischen den lebenwissenschaftlichen Instituten und den eher technologisch-orientierten Einrichtungen ausgebaut werden. "Damit schaffen wir ein wissenschaftliches Fundament, das weit über den Zeitraum der ProExzellenz-Förderung hinaus wirken wird", betont Popp. Durch dieses Projekt werde insbesondere die interdisziplinäre Ausrichtung der Forschung am Standort weiter gesteigert. "Hierdurch lässt sich nicht zuletzt auch die wirtschaftliche Situation der Biotechnologie-Unternehmen und Optik-Firmen der Region nachhaltig verbessern", so der MikroPlex-Koordinator.

Ihre Ansprechpartner:
Prof. Dr.
Jürgen Popp
Wissenschaftlicher Direktor des IPHT
Direktor des Institutes für Physikalische Chemie der FSU
Telefon +49 (0) 3641/ 206-300
Telefax +49 (0) 3641/ 206-399
juergen.popp@ipht-jena.de
Prof. Dr.
Axel Brakhage
Wissenschaftlicher Direktor des HKI
Lehrstuhl für Mikrobiologie und Molekulare Biologie der FSU
Telefon +49 (0) 3641/ 532 1001
Telefax +49 (0) 3641/ 532 0802
axel.brakhage@hki-jena.de
Prof. Dr.
Erika Kothe
Professorin für Mikrobiologie der FSU
Telefon +49 (0) 3641/ 949 291
Telefax +49 (0) 3641/ 949 292
erika.kothe@uni-jena.de

Susanne Liedtke | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipht-jena.de
http://www.hki-jena.de
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Innovation: Optische Technologien verändern die Welt
01.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht SeaArt-Projekt startet mit Feldversuchen an Nord- und Ostsee
18.11.2016 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie