Inwieweit kann UVC-Technologie helfen, Mikroorganismen in der Luft zu inaktivieren und damit für reinere Luft bei Großveranstaltungen zu sorgen? Mitarbeitende des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP – eines von sechs am Leistungszentrum »Sichere intelligente Systeme« (LZSiS) beteiligten Fraunhofer-Instituten – haben an vier Tagen in einem Festzelt des Münchner Oktoberfests orientierende Messungen vorgenommen, um herauszufinden, wie sich die Mikroorganismen in der Luft verändern, wenn UVC-Technologie eingesetzt wird.

Das menschliche Darmmikrobiom umfasst Tausende verschiedener Bakterien und Archaeen, die sich zwischen Populationen und Individuen stark unterscheiden. Jetzt entdeckten Forschende des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen die gemeinsame Evolutionsgeschichte von Darmmikroben und ihren menschlichen Wirten: Die Mikroorganismen haben sich über Hunderttausende Jahre lang im menschlichen Darm parallel zum Menschen entwickelt. Darüber hinaus weisen einige Mikroben Merkmale in Funktionen und Erbgut auf, die sie abhängig von der menschlichen Darmumgebung machen. In Science stellt das Forschungsteam nun die Ergebnisse seiner Studie mit Daten von 1225 Personen aus Afrika, Asien und Europa vor.

Kryo-Elektronenmikroskopie macht zelluläre Strukturen sichtbar

Einem Team unter Leitung von Forschenden der Charité – Universitätsmedizin Berlin ist es gelungen, einen grundlegenden Vorgang der Molekularbiologie aufzuklären: den Einbau der sogenannten 21. Aminosäure Selenocystein in sogenannte Selenoproteine. Diese besonderen Eiweiß-Konstrukte sind für Säugetiere, Menschen, aber auch einige Mikroorganismen lebensnotwendig. Wie sie im Körper entstehen und zusammengefügt werden, war bislang unbekannt. Im Fachmagazin Science* beschreiben die Autoren erstmals im Detail, wie eine spezielle Bindungstasche im Zusammenspiel mit verschiedenen weiteren Faktoren diesen Vorgang ermöglicht.

Forschende der ETH Zürich, des Inselspitals und der Universität Bern statten Darmbakterien mit einer Datenlogger-Funktion aus und überwachen damit, welche Gene in den Bakterien aktiv sind. Die Mikroorganismen sollen dereinst auf nicht-invasive Weise Krankheiten diagnostizieren und die Gesundheitsauswirkungen einer Diät erfassen.

Organismen, die CO2 zum Wachstum brauchen, reduzieren das klimaschädliche Gas und damit die Klimaerwärmung. Sogar mikroskopisch kleine Organismen können dazu beitragen, indem sie CO2 als Biomasse binden. Damit die Winzlinge Organismen optimale Bedingungen vorfinden und trotz ihrer minimalen Größe viel Biomasse bilden, fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Forschende der Universität Stuttgart, der Technischen Universitäten Hamburg (TUHH) und München (TUM) sowie weiterer Forschungseinrichtungen im Schwerpunktprogramm „InterZell“ für weitere drei Jahre, um Scale-up (Maßstabsübertragung) und Prozessoptimierung zu untersuchen.

Eine neue weltweit verbreitete Art von Archaea setzt Tonnen von Ammonium in einem der größten Seen Europas um. Damit tragen die Mikroorganismen zur Sicherheit der Trinkwasserversorgung von über fünf Millionen Menschen bei. Das konnten Wissenschaftler*innen aus Braunschweig, Bremen und Konstanz nachweisen. Ihre Ergebnisse haben sie jetzt in der Fachzeitschrift „The ISME Journal“ der Nature Publishing Group veröffentlicht.

Bekannt ist, dass das Treibhausgas Methan von speziellen Mikroorganismen produziert wird, zum Beispiel im Magen von Kühen oder in Reisfeldern. Seit einigen Jahren beobachtete man auch seine Entstehung in Pflanzen und Pilzen, ohne eine Erklärung dafür zu finden. Nun haben Forscher aus Heidelberg und dem Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg den zu Grunde liegenden Mechanismus aufgeklärt. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass alle Organismen Methan freisetzen.

Seegraswiesen spielen eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Meeres und für unser Klima. Einerseits nehmen sie Kohlendioxid auf und speichern es in ihren Sedimenten, andererseits setzen sie das starke Treibhausgas Methan frei. Dabei machen sie es den beteiligten Mikroorganismen einfach: Sie produzieren methylierte Verbindungen, die schnell in Methan umgewandelt werden können, sogar noch lange nach dem Tod der Pflanzen. Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen haben untersucht, was die Methanproduktion und -freisetzung von Seegraswiesen steuert. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) vor.

Auf den Gipfeln von Seebergen im zentralen Arktischen Ozean, einem der nährstoffärmsten Meere der Erde, gedeihen riesige Schwammgärten. Die Schwämme ernähren sich scheinbar von den Überresten ausgestorbener Tiere. Mikroorganismen helfen ihnen dabei. Forschende aus Bremen, Bremerhaven und Kiel sowie ihre internationalen Partner entdeckten diesen einzigartigen Hotspot des Lebens während einer POLARSTERN-Expedition und berichten nun in der Fachzeitschrift Nature Communications über ihre Erkenntnisse. Es ist unerlässlich, die Vielfalt und Einzigartigkeit der arktischen Ökosysteme besser zu verstehen, gerade vor dem Hintergrund globaler und lokaler Veränderungen, betonen die Forschenden.

Schadhaften Bakterien hat Dr. Anzhela Galstyan den Kampf angesagt. Die neue WISNA-Juniorprofessorin für Nanomaterialien in aquatischen Systemen erforscht an der Fakultät für Chemie unter anderem die Synthese photoaktiver Nanomaterialien, die die Mikroorganismen auf Nanoebene ausschalten können.

Forschende unter Beteiligung des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) entdecken überraschende Überlebensstrategie von Mikroorganismen an der absoluten Grenze des Lebens bei Untersuchungen von Bohrkernen aus 120°C heißen Sedimenten: Schneller Stoffwechsel repariert Hitzeschäden. Das liefert weitere Argumente zur Erhöhung der aktuellen oberen Temperaturgrenze von 80°C für die Bewohnbarkeit des Untergrunds. Editor’s Highlight bei Nature Communications.

In den lebenswissenschaftlichen Disziplinen sind global verfügbare Digitale Sequenzinformationen (DSI) beziehungsweise Nukleotidsequenzdaten (NSD) ein entscheidender Baustein für die Forschung. Wissen entsteht oft erst durch die Analyse und den Vergleich einer großen Zahl solcher Daten. Daher sehen viele Forschende und Wissenschaftsorganisationen politische Überlegungen kritisch, nach denen der freie Zugang zu diesen Daten eingeschränkt werden soll. Forschende des IPK Leibniz-Instituts und des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH haben untersucht, wie solche Daten bisher aufbereitet und genutzt werden.

Zahlreiche Beschäftigte des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH in Braunschweig haben sich in diesem Jahr an der Aktion „Kinder helfen Kindern“ des Ladies‘ Circle Deutschland beteiligt. Die Belegschaft des Leibniz-Instituts spendete 2021 insgesamt 50 bunte Weihnachtspakete für Jungen und Mädchen in Bulgarien, Moldawien, Rumänien und der Ukraine.

Privatdozent Dr. Markus Göker und Dr. Jan Meier-Kolthoff vom Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH gehören zu den weltweit meistzitierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern (Global Highly Cited Researchers). Die Braunschweiger Forscher stehen auf der Liste des Jahres 2021, die das Informations- und Technologieunternehmen Clarivate Analytics auf Basis der Publikationsdatenbank „Web of Science“ im November veröffentlichte.

Rein biologisch: Forschende identifizieren einen neuen Weg zur Bildung von reinem Kohlenstoff durch Mikroorganismen

Bioanalytiker der Hochschule Coburg untersuchen Mikroorganismen auf Chitinpanzern von Bienen. Sie wollen herausfinden, wie sich Pflanzenschutzmittel hier auswirken.

Berlin, 06.10.2021. Die Wechselwirkungen von Mikroorganismen und anderen Lebewesen mit unserem Planeten stehen vom 14. Oktober im Mittelpunkt einer öffentlichen Vortragsreihe, die die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und die Freie Universität Berlin gemeinsam veranstalten. Die sechs Vorträge halten international renommierte Expert*innen; sie bieten einen Parcours durch verschiedene Disziplinen.

Viele Mikroben haben in ihrer natürlichen Umgebung nur eine sehr stark eingeschränkte Bewegungsfreiheit. Wie in einem Irrgarten sind ihnen geradlinige Fortbewegungen in Böden oder auch im menschlichen Körper versperrt. Daher müssen sie hier durch kurven- und kantenreiche Strukturen navigieren. Dabei können hochgradig gerichtete Bewegungsmuster entstehen, wie Physiker*innen der Universität Bayreuth und der Loughborough University in Großbritannien jetzt herausgefunden haben. In der Zeitschrift PNAS stellen sie ihre Erkenntnisse vor, die für die Steuerung von Mikrorobotern oder den zielgenauen Transport medizinischer Wirkstoffe genutzt werden könnten.

Ein gigantischer Enzymkomplex ermöglicht es methanogenen Mikroorganismen, unter extrem energiearmen Lebensbedingungen zu gedeihen.

Diesen Lunchtalk widmen wir den kleinsten, aber unendlich wichtigen Akteuren in der Bioökonomie: den Mikroorganismen. Gemeinsam bilden sie Mikrobiome, die entscheidend für die Gesundheit von Pflanzen, Tieren und von ganzen Ökosystemen sind. Prof. Dr. Gabriele Berg (ATB und TU Graz) und Dr. Ralf Tilcher (KWS SAAT SE & Co. KGaA) setzen den Fokus auf gezieltes Mikrobiom-Management bereits am Samen – denn davon profitiert die Zuckerrübe und letztendlich die planetare Gesundheit.

Wissenschaftler*innen dreier Max-Planck-Institute (MPI), des MPI für medizinische Forschung in Heidelberg, des MPI für Marine Mikrobiologie in Bremen und des MPI für Biophysik in Frankfurt und der Radboud Universität in Nimwegen ist es gelungen, die Struktur des Enzyms zu bestimmen, das einen großen Teil des Nitrats auf der Erde produziert. Mikroorganismen nutzen dieses Enzym, genannt NXR oder Nitrit-Oxidoreduktase, um giftiges Nitrit in Nitrat umzuwandeln. Sowohl Nitrit als auch Nitrat sind Formen von Stickstoff, die einen großen Einfluss auf unsere Umwelt haben. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachjournal Nature Microbiology veröffentlicht.

Böden sind einer der vielfältigsten Lebensräume auf unserem Planeten. In jedem Gramm Boden leben mehrere tausend mikrobielle Arten. Ein Großteil der hier lebenden Mikroorganismen befindet sich in einer Art Ruhezustand, um Stressfaktoren wie Trockenheit und Nährstoffknappheit zu bewältigen. Ein internationales Team unter der Leitung von Dagmar Woebken und Stephanie A. Eichorst von der Universität Wien hat untersucht, wie die im Boden weit verbreiteten Acidobakterien unter widrigen Bedingungen überleben können. Zwei kürzlich in den Fachzeitschriften „The ISME Journal“ und „mSystems“ veröffentlichte Studien beschreiben diese Überlebensstrategien.

An heißen Quellen in der Tiefsee leben Mikroorganismen, die sich von Ethan ernähren. Sie wurden kürzlich von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie entdeckt. Jetzt haben die Forschenden aus Bremen zusätzlich einen wichtigen Baustein in der mikrobiellen Verwertung des Gases gefunden. Sie konnten die Struktur des Enzyms entschlüsseln, das für den Abbaumechanismus des Ethans verantwortlich ist. Die Ergebnisse wurden nun in dem renommierten Fachmagazin Science veröffentlicht.

Nicht nur Tiere und Menschen, sondern auch Pflanzen beherbergen eine komplexe Gemeinschaft von Mikroorganismen. Nun beleuchten Forschende an der ETH Zürich in zwei neuen Studien grundlegende Aspekte dieser engen – und bisher oft übersehenen – Beziehungen.

Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der University of California in San Francisco konnten erstmals zeigen, dass eine stark kalorienreduzierte Diät die Zusammensetzung der Mikroorganismen im menschlichen Darm tiefgreifend verändern kann. Wie sie jetzt im Fachjournal Nature* beschreiben, führt eine Diät zur Vermehrung ganz bestimmter Bakterien – insbesondere des als Krankenhauskeim bekannten Clostridioides difficile. Diese Bakterien können die Nahrungsaufnahme im Darm – und somit den Energiehaushalt des Menschen – beeinflussen.