Mercator Stiftung Ruhr (MERCUR)

Stressantwort in Biofilmen

Projektpartner:

TU Dortmund / Lehrstuhl für Biotechnologie:     

• Prof. Andreas Schmid
• Dr. Katja Bühler
• Dr. Babu Halan

 

Universität Duisburg-Essen / Biofilm Centre - Molekulare Enzymtechnologie and Biochemie (MEB)  and Aquatische Microbiologie:

• Prof. Bettina Siebers
• Prof. Hans-Curt Flemming
• Dr. Jost Wingender
• Silke Jachlewski
• Jens Benninghoff

 

Für die Produktion chemischer Wertstoffe werden zunehmend Mikroorganismen eingesetzt. Besonders interessant ist ihre Verwendung als Biofilme, weil dadurch einerseits eine leichtere Trennung von mobiler und fester Phase möglich ist und die Mikroorganismen in Biofilmen zudem wesentlich stressresistenter sind. Die Stressresistenz ist ein entscheidender Faktor für die Prozess-Stabilität. In diesem Projekt wird der Frage nachgegangen, wie sich Biofilme an äußere Stressfaktoren anpassen. Zwei Organismen werden als Modell verwendet: Das mesophile Bakterium Pseudomonas sp. VLB120ΔC sowie das Archaeon Sulfolobus acidocaldarius. Schwerpunktmäßig wird der Einfluss von technisch relevanten Lösungsmitteln auf die Vitalität und Aktivität dieser Biofilm untersucht, um zu erkennen, ob und unter welchen Bedingungen sich ihre Anwendung optimieren lässt (Abbildung 1). Es ist bekannt, dass Bakterien nach Stresseinfluss einen vitalen, jedoch nicht kultivierbaren Zustand (VBNC, viable but non-culturable) einnehmen. Ein wichtiger Aspekt des Projektes ist die Untersuchung von Lösemittelstress auf die Vitalität und physiologische Aktivität von Biofilmen und eine mögliche Induktion des VBNC-Zustands auf die Biofilm-Zellen. Das Ziel ist die Identifizierung und Optimierung von Bedingungen für die Nutzung von Biofilmen für lösemittelabhängige biotechnologische Anwendungen.

Das Projekt „Stressantwort in Biofilmen“ legt die Basis für eine langfristige Zusammenarbeit des Lehrstuhls Biotechnik (TU Dortmund) und dem Biofilm Centre (Universität Duisburg Essen).

 

 

Abbildung 1: Projektkonzept

 

Lösungsmittel exponierte Biofilme werden mittels nicht-invasiver, zeitaufgelöster konfokalen Laser Scanning Mikroskopie in Durchflusszellen untersucht. Zusätzlich wird die EPS (Extrazelluläre polymere Substanzen)-Zusammensetzung mittels biochemischer Methoden analysiert.

Dieses Projekt wird unterstützt durch die Mercator Stiftung Ruhr (Mercur), welche Kooperationen zwischen den regionalen Universitäten fördert.