Third party funded individual grant
Acronym: MultiKulti
Start date : 01.06.2021
End date : 31.05.2024
Website: https://www.multikultivierung.de/
Zur gerichteten Kultivierung von bisher unkultivierten Mikroorganismen wird ein Bioreaktorsystems
entwickelt, das, basierend auf biologischen Messgrößen, Zielorganismen langfristig für systematische
Isolierungsversuche zur Verfügung stellt. Der Bioreaktor soll jeweilige Lebensraumbedingungen simulieren
und gesteuert durch frequentierte Überprüfung der Mikroorganismenzusammensetzung mittels Live-
Sequencing, Zellzahl- und
Aktivitäts-Monitoring, eine aktive, stabile Mikroorganismengemeinschaft erhalten. Demonstriert wird das
entwickelte Konzept exemplarisch zur Kultivierung von drei wissenschaftlich relevanten
Organismengruppen aus aquatischen Habitaten angewendet werden, die bisher ohne kultivierten Vertreter
sind. Zielorganismen des Projekts MultiKulti sind i) eine physiologische Mikroorganismengruppe aus
Grundwasser mit Relevanz für die Trinkwasserversorgung, ii) ein Archaeen-Phylotyp mit
biotechnologischem Anwendungspotential aus einem Kaltwasser-Geysir und iii) eine ubiquitäre
Mikroplanktongruppe mit ökologischer / biogeochemischer Bedeutung aus der Nordsee. Weiterhin wird,
gestützt durch metagenomische Analysen, das Verwertungspotenzial der etablierten
Mikrobengemeinschaften hinsichtlich der Nutzung für die Astrobiologie und Raumfahrt erforscht und
vielversprechende Vertreter in Reinkultur gebracht. Fernziel ist die Entwicklung von automatisierten,
bioinformatisch gestützten und von KI-gesteuerten Bioreaktorsystemen, die einem breiten Anwenderkreis
die gezielte Kultivierung von nutzbaren Phylo- bzw. Phänotypen ermöglichen. Innovative Aspekte sind i) der
modulare, transportable MultiKulti-Reaktor, ii) die Nutzung neuster Sequenzierungs- und Monitoring-
Technologien zur hochfrequentierten Kontrolle und Steuerung der Kultivierung, iii) die langfristige
Lebenserhaltung der Zielorganismen unter in-situ Bedingungen für systematische Isolierungsversuche und
iv) die Gewinnung von Metadaten für dieEntwicklung einer KI-basierten Steuerung zukünftiger Reaktorsystem.
Zur gerichteten Kultivierung von bisher unkultivierten Mikroorganismen wird ein Bioreaktorsystems
entwickelt, das, basierend auf biologischen Messgrößen, Zielorganismen langfristig für systematische
Isolierungsversuche zur Verfügung stellt. Der Bioreaktor soll jeweilige Lebensraumbedingungen simulieren
und gesteuert durch frequentierte Überprüfung der Mikroorganismenzusammensetzung mittels Live-
Sequencing, Zellzahl- und
Aktivitäts-Monitoring, eine aktive, stabile Mikroorganismengemeinschaft erhalten. Demonstriert wird das
entwickelte Konzept exemplarisch zur Kultivierung von drei wissenschaftlich relevanten
Organismengruppen aus aquatischen Habitaten angewendet werden, die bisher ohne kultivierten Vertreter
sind. Zielorganismen des Projekts MultiKulti sind i) eine physiologische Mikroorganismengruppe aus
Grundwasser mit Relevanz für die Trinkwasserversorgung, ii) ein Archaeen-Phylotyp mit
biotechnologischem Anwendungspotential aus einem Kaltwasser-Geysir und iii) eine ubiquitäre
Mikroplanktongruppe mit ökologischer / biogeochemischer Bedeutung aus der Nordsee. Weiterhin wird,
gestützt durch metagenomische Analysen, das Verwertungspotenzial der etablierten
Mikrobengemeinschaften hinsichtlich der Nutzung für die Astrobiologie und Raumfahrt erforscht und
vielversprechende Vertreter in Reinkultur gebracht. Fernziel ist die Entwicklung von automatisierten,
bioinformatisch gestützten und von KI-gesteuerten Bioreaktorsystemen, die einem breiten Anwenderkreis
die gezielte Kultivierung von nutzbaren Phylo- bzw. Phänotypen ermöglichen. Innovative Aspekte sind i) der modulare, transportable MultiKulti-Reaktor, ii) die Nutzung neuster Sequenzierungs- und Monitoring-Technologien zur hochfrequentierten Kontrolle und Steuerung der Kultivierung, iii) die langfristige Lebenserhaltung der Zielorganismen unter in-situ Bedingungen für systematische Isolierungsversuche und iv) die Gewinnung von Metadaten für die Entwicklung einer KI-basierten Steuerung zukünftiger Reaktorsystem.