Fellow project: "Licht ins Dunkel bringen: Die Verwendung von metaproteomischen Analysen zur Aufklärung chemolithoautotropher Prozesse an Tiefseehydrothermalquellen"
Tiefseehydrothermalquellen stellen ein einzigartiges und faszinierendes Ökosystem dar, an denen chemoautotrophe Mikroorganismen an der Basis der Nahrungskette stehen. Allerdings ist über die Physiologie und die metabolischen Fähigkeiten der meisten dort vorkommenden Mikroorganismen bislang nur sehr wenig bekannt. Dies limitiert nicht nur das Verständnis der ökologischen Bedeutung dieser Organismen, sondern auch das Verständnis über die Funktion des gesamten Ökosystems. Außerdem stellen diese Mikroorganismen ein enormes Reservoir an Biodiversität – und somit auch für potentiell wichtige bioaktive Wirkstoffe – dar. Die Anwendung von kultivierungsunabhängigen Methoden, welche die Gesamtheit der in einer mikrobiellen Gemeinschaft vorhandenen Gene, das sogenannte Metagenom, erfassen, hat es in den letzten Jahren erlaubt, bisher nicht für möglich gehaltene Einblicke in das genetische und damit auch metabolische Potential mariner Mikroorganismen zu erhalten. Allerdings lassen sich dadurch noch keine Rückschlüsse auf die tatsächlich realisierten, und von daher in situ relevanten, physiologischen Leistungen ziehen. Dies wird durch eine Analyse der häufigsten Proteine einer mikrobiellen Gemeinschaft, das sogenannte Metaproteom, ermöglicht, da Proteine das ultimative Endprodukt der Genexpression darstellen.
Das Projekt stellt die erste Studie dar, welche das Metaproteom der freilebenden mikrobiellen Gemeinschaften an Tiefseehydrothermalquellen erfasst. Dies beinhaltet sowohl die Identifizierung quantitativ wichtiger metabolischer Prozesse, wie z. B. die zur Energiegewinnung und Kohlenstofffixierung verwendeten Stoffwechselwege, als auch die Möglichkeit zur Bestimmung neuartiger Proteine und Anpassungen. Um die aus der Umwelt erhaltenen Daten besser verstehen und interpretieren zu können, werden des Weiteren Untersuchungen an Modellorganismen unter verschiedenen umweltrelevanten Wachstumsbedingungen durchgeführt.