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Forschungsgebiete
Zellsortierung für Genomics
In Zusammenarbeit mit dem Joint Genome Institute haben wir im Rahmen des Emerging Technologies Opportunity Programms (ETOP) eine Methode entwickelt, die es erlaubt, gefärbte Zellen nach Fluoreszenz in-situ-Hybridisierung (FISH) mittels Durchflusszytometrie zu sortieren. Die so aus dem Plankton gewonnenen taxonomisch wohldefinierten Bakterienpopulationen können weitergehenden Genomanalysen unterzogen werden.
Unser erster Zielorganismus, die bislang nicht kultivierte Cryomorphaceae-Gruppe VIS6 ist eine der Schlüsselorganismen im Abbau von Polysacchariden aus Diatomeen. Diese Polysaccharide werden nach den Frühjahrsblüten der Diatomeen in großer Menge in der Nordsee bei Helgoland freigesetzt.
Unser Ansatz verfolgte das Ziel, wertvolle Einblicke in den Metabolismus der bislang nicht-kultivierten Gruppe von Bakterien zu bekommen. Bestehende Metagenom-„bins“ konnten durch genomische Daten der sortierten Zellen ergänzt werden und ermöglichten die Beschreibung von drei neuen Spezies der neuen Candidatus Gattung Abditibacter: A. vernus, A. forsetii, und A. autumni (Grieb et al. 2020a; Grieb et al. 2020b).
Abditibacter sind aerobe, photoheterotrophe Flavobacteria mit kleinen Genomen, die Proteorhodopsine enthalten. Sie haben die Kapazität, einfache Kohlenhydrate, wie Laminarin, sowie Peptide abzubauen und zu veratmen.
Zusammenfassend hilft die neue Methodenpipeline, bereits existierende metagenomische Informationen mit taxonomisch wohl-definierten Genomdaten zu vervollständigen und bietet die Möglichkeit, Genomdaten von seltenen Organismen zu sammeln.
Momentan arbeiten wir mit diesem kombinierten Ansatz von Metagenomics und Zellsortierung an weiteren Taxa von Flavobakterien. Weitere Information finden Sie auf der Seite von Taylor Priest.
Sortierung für Proteomik
Die Vorhersage von metabolischen Funktionen aufgrund von (meta-)genomischer Annotation ist begrenzt. Ein Schritt näher am Metabolismus und der ökologischen Rolle eines Mikroorganismus sind seine exprimierten Proteine.
In diesem Projekt entwickeln wir die Kombination aus FISH und FACS weiter und kombinieren die Zellsortierung mit der Metaproteomik. In Pilotstudien konnten wir bereits mehrere hundert Peptide aus nur einer Million sortierter Zellen nach FISH identifizieren. Dieses Projekt ist Teil der DFG Forschungsgruppe FOR 2406 (Proteogenomics Of Marine Polysaccharide Utilization - POMPU).
>>Hier<< finden Sie mehr Informationen zum Unterprojekt 2: In situ mechanisms of polysaccharide degradation of key bacteroidetal genera in spring algae blooms.
Auf diesem Projekt arbeitet Grace Ho im Rahmen ihrer Doktorarbeit.
MPI für Marine Mikrobiologie
Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen
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Südpazifischer Oceanwirbel
Der südpazifische Ozeanwirbel (SPG) ist die abgeschiedenste Meeresregion der Welt. In ihr befinden sich die klarsten Gewässer und findet sich die extremste Nährstofflimitation. Wegen dieser extremen Oligotrophie wird sie auch als „Ozeanwüste“ bezeichnet.
Um die darin lebende mikrobielle Gemeinschaft und ihren Umgang mit solch extremen Umweltbedigungen zu erforschen, haben wir zusammen mit der Abteilung Biogeochemie eine Forschungsfahrt mit dem Forschungsschiff „Sonne“ unternommen. Die Ausfahrt fand im Dezember 2015 bis Januar 2016 statt und führte von Chile nach Neuseeland durch das Zentrum den oligotrophen Ozeanwirbels. Nach einer ersten Voruntersuchung mit tag-sequencing und FISH bereits an Bord (Reintjes et al. 2019) fokussieren wir uns momentan auf die Charakterisierung von neuen mikrobiellen Gruppen mit Hilfe von Durchflusszytometrie und Metagenomics. Aus dem oligotrophen Zentrum des Ozeanwirbels wurden an drei Stationen aus jeweils drei Tiefen insgesamt neun Metagenom-Datenbanken aufgebaut, die momentan ausgewertet werden. Eine der Hypothesen, die wir dabei verfolgen, ist die, wie die mikrobielle Gemeinschaft der dort vorherrschenden extremen Sonneneinstrahlung in den Oberflächenschichten widersteht und wie ihr Metabolismus an diesen extremen Standort angepasst ist.
Dr. Monike Oggerin de Orube arbeitet an diesem Projekt.
MPI für Marine Mikrobiologie
Celsiusstr. 1
D-28359 Bremen
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