Hunters of Microbial Dark Matter

Prokaryotic microorganisms are the oldest, most abundant, and particularly most diverse forms of life on earth and dominate many functions of the biosphere, including the productivity of the oceans and the global cycles of carbon, nitrogen, and other elements. Prokaryotes also harbor an enormous potential for novel natural product discovery, bioremediation and bioenergy production. However, it is estimated that over 99% of all microbial species from environmental microcosms remain uncultured, attempts to grow them under laboratory conditions fail or they grow too slowly to obtain sufficient biomass for analysis. Genome sequencing for the vast majority of Prokaryotes has therefore been inaccessible, obscuring the knowledge of microbial diversity, metabolic potentials and evolutionary histories.

Our aim is to obtain genomes from new bacterial and archaeal taxa with no sequenced representatives and providing direct link information between cell’s phylogenetic and metabolic markers by matching phylogeny and function. We would like to unravel novel metabolisms, ecophysiology and mechanisms of energy conservation among uncultured microorganisms, which were intractable before. In addition, we are investigating minimal genome requirements and syntrophic interactions as well as probing genetic and phenotypic heterogeneity among cells, cell-to-cell variations, horizontal gene transfer and evolutionary pressure.

We have already many rare and unique samples stored that will enable us to study fundamental aspects of microbial biology, which have so far escaped traditional approaches and we will collect many more on field trips.

GirlsDay als Bioinformatikerin

Am Institut für Biologische Grenzflächen (IBG-5) bieten wir Dir spannende Einblicke in den Alltag einer Bioinformatikerin. Zusammen werden wir Proben aus der Umwelt sammeln und versuchen herauszufinden, welche Mikroorganismen sich darin verbergen. Wir starten mit einer Tour durch unser modernes Labor. Danach darfst Du auch schon selbst Hand anlegen, deine Proben vorbereiten und schließlich einen Blick durch das Mikroskop werfen, um zwischen lebendigen und toten Bakterien zu unterscheiden. Anschließend werden wir Dir zeigen, wie man mit Hilfe von Computerprogrammen genauer bestimmen kann, welche Lebewesen sich in Deiner Probe tummeln. Hierfür werden wir gemeinsam ein eigenes kleines Programm schreiben.

Wenn Du Dich schon immer gefragt hast, wie ein Labor von innen aussieht oder wissen willst, warum computergestützte Analysen aus der Forschung mittlerweile nicht mehr wegzudenken sind, bist Du bei uns genau richtig! Wir freuen uns auf Deine Anmeldung.

Silikonschwamm spürt unbekannte Bakterien auf

von unserem Darm bis hin zum Meeresgrund: Mikroorganismen bevölkern nahezu jeden Lebensraum, sei er auch noch so feindlich. Für die Biotechnologie birgt die Vielfalt ihrer Überlebensstrategien großes Potenzial. Die Mehrheit dieser Organismen ist jedoch unbekannt, weil sie sich nicht kultivieren lassen. Um diese „Mikrobielle Dunkle Materie“ besser nutzbar zu machen, hat ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nun einen „Schwamm“ aus porösem, formbarem Silikon entwickelt. Eingebettet in einem Chip saugt sich das Material mit den Mikroorganismen aus der Umgebung voll – die dann für die weitere Forschung zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse wurden in ACS – Applied Material and Surfaces publiziert.

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