Jurassic-Park der Bakterien

Entdeckung prähistorischer Mikroben und ihrer Naturstoffe

In unserem Labor untersuchen wir archäologische Proben, zum Beispiel Zahnstein, aus denen wir Naturstoffe gewinnen wollen, die als Antibiotika genutzt werden könnten. Aufgrund ihres außergewöhnlichen Erhaltungszustands ermöglichen solche Proben Zugang zu genetischem Material von Mikroorganismen, die vor vielen Jahrhunderten oder sogar Jahrtausenden lebten. Mit modernsten Extraktions- und Sequenzierungsmethoden ist es durch bioinformatische Analyse nun möglich, die Evolution und Eigenschaften dieser Organismen zu untersuchen. Durch sogenanntes „genome mining“ können wir in ihrer DNA-Information nach Genen suchen, die für die Produktion von bioaktiven Molekülen verantwortlich sind. Solche Gene können in moderne Organismen gentechnisch eingebracht werden, um so neue und interessante Naturstoffe zu entdecken. Diese Naturstoffe helfen uns, mehr über die Evolution der Bakterien zu lernen und neue Antibiotika zu finden.

• Unsere aufregende Suche startet mit modernen Methoden der Bioinformatik. Damit untersuchen wir die Genome von tausenden von Bakterien, auf ihr biosynthetisches Potential. Dafür entwickeln wir neue Software, um das Filtern der riesigen Datenmengen noch effizienter zu gestalten.

• Die ausgewählten genetischen Fragmente werden dann künstlich hergestellt, in moderne Wirtsbakterien eingebaut und kultiviert. Mit dem neuen Bauplan können die Bakterien dann den neuen Naturstoff herstellen. Dafür benutzen wir modernste Methoden der Molekular- und Mikrobiologie (z.B. Klonierung, heterologe Expression), damit die modernen Bakterien die fremde DNA annehmen und den prähistorischen Naturstoff erfolgreich herstellen können.

• Schließlich werden die neuen Moleküle identifiziert, aus den Bakterien isoliert und ihre chemische Struktur ermittelt. Darüber hinaus wird der Naturstoff auf seine chemischen und biologischen Eigenschaften getestet, wie etwa seine Wirkung auf krankheitserregende Pilze oder Bakterien.

Im Rahmen der Langen Nacht der Wissenschaften öffnen wir für euch die Türen. Ihr seid eingeladen, uns in unserem Labor zu besuchen und einige der oben beschriebenen Methoden selbst auszuprobieren, wie zum Beispiel Mikroskopie, DNA-Analyse oder Chromatographie.