Integrative mikrobielle Genomik

Unsere Forschung

Wir wollen die Leistungsfähigkeit von Multi-Omic-Techniken nutzen, um das genetische Potenzial natürlicher mikrobieller Gemeinschaften zu entschlüsseln und es mit beobachteten Aktivitäten und Phänotypen zu verknüpfen. Unser Ziel ist es, die Nische und das Vorkommen diskreter Populationen in natürlichen Systemen vorherzusagen (z. B. während Phytoplanktonblüten) und die Diversität mikrobieller Populationen zu untersuchen (z. B. in der Natur oder auf Einzelzellniveau).

Mit Hilfe modernster, massiver Sequenzierungsansätze untersuchen wir mikrobielle Gemeinschaften, indem wir Nukleotidinformationen, die in DNA-Fragmenten ganzer Gemeinschaften gespeichert sind, untersuchen, um auf die taxonomische Zugehörigkeit und den Metabolismus zu schließen, und wir nutzen diese Informationen, um proteomische Profile zu untersuchen, um ihren aktiven Metabolismus zu verstehen. Zusätzlich generieren wir Nukleotid-basierte Markierungen, um diese mikrobiellen Gemeinschaften mit mikroskopischen Identifikationsansätzen zu visualisieren.

Unser aktuelles Projekt konzentriert sich auf natürliche Oberflächenwasserpopulationen aus der Nordsee, die in verschiedenen Porengrößenfraktionen erfasst wurden. Zukünftige Projekte werden die Erforschung von Sedimenten und deren Potenzial für den Abbau organischer Stoffe beinhalten.

Unser Konzept

Wir nutzen multi'omische Daten, um das Potenzial mikrobieller Gemeinschaften zu verstehen. Gleichzeitig helfen uns die Erkenntnisse, die wir mit diesen Hochdurchsatzmethoden gewinnen, neue Hypothesen zu generieren, die wir später anhand der von uns untersuchten natürlichen Systeme (z. B. Frühjahrsblüten in der Nordsee oder Sedimente) testen können. Die iterative Integration von multi-'omischen und mikrobiellen Aktivitäten ist entscheidend, um den Einfluss von Mikroben in biogeochemischen Kreisläufen besser zu verstehen.

Forschung

Wir kombinierten metagenomische und Visualisierungsansätze, um die zeitliche Verteilung der Euryarchaeota MGIIa- und MGIIb-Populationen in der Nordsee zu untersuchen. Die Kombination von Oligotypisierungs- und FISH-Ansätzen zeigte, dass MGII-Zellen meist freilebend und von kleiner, kokkoider Form waren, was wahrscheinlich auf die Vermeidung von Weidegang zurückzuführen ist. Unser metagenomischer Ansatz ermöglichte es uns, MAGs zu gewinnen, die Unterschiede in der Genomgröße und dem GC-Gehalt zwischen MGIIa und MGIIb aufzeigten. Zusätzlich beobachteten wir hochgradig identische und jährlich wiederkehrende diskrete Populationen für beide Familien während der Winter- und Sommerperiode. Wir stellen die Hypothese auf, dass eine Kombination aus Größe und metabolischem Potenzial die Nischen der MGII-Populationen abgrenzt. Lesen Sie mehr darüber im Blogbeitrag "behind the paper".

>Nischendifferenzierung unter jährlich wiederkehrenden küstennahen marinen Euryarchaeota der Gruppe II