TU Berlin

UmweltmikrobiologieAnalyse mikrobieller Transformationsprozesse

Umweltmikrobiologie Logo, Wassertropfen unter Lupe betrachtet

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Mikrobielle Transformation von Schadstoffen in der Umwelt und in technischen Systemen

Im Rahmen meiner Forschung interessiere ich mich dafür, wie Mikroorganismen das Verhalten von Schadstoffen anthropogenen und natürlichen Ursprungs beeinflussen. Dazu untersuche ich gemeinsam mit Kollegen, Studenten und Kooperationspartnern die Wechselwirkung von Mikroorganismen mit verschiedenen Arten von Schadstoffen, die von niedermolekularen Substanzen wie Pharmazeutika bis zu hochmolekularen Verbindungen wie Kunststoffen reichen.

Wir analysieren die Bildung von Transformationsprodukten; bewerten ihre Toxizität und wir versuchen, die biochemischen Mechanismen zu verstehen, die die Transformationsprozesse steuern. Zusammen soll dies dazu beitragen, das Verhalten von Substanzen in Gegenwart bestimmter Bakteriengruppen abschätzen zu können und unser Wissen darüber zu erweitern, wie Mikroorganismen zur Sanierung von kontaminierten Böden und aquatischen Systemen eingesetzt werden können.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt derzeit auf einer phylogenetisch vielfältigen Bakteriengruppe, die zweiwertiges Mangan und Eisen oxidieren kann. Es wird angenommen, dass während des Oxidationsprozesses von Mangan verschiedene Schadstoffe über einen unspezifischen Mechanismus umgewandelt werden, an dem reaktive Manganspezies beteiligt sind.

Viele Mitglieder dieser Bakteriengruppe bilden Biofilme, in die Eisen und Mangan eingelagert werden. Sie könnten für Anwendungen in Festbettreaktoren zur Behandlung von Schadstoff belastetem Abwasser geeignet sein. Darüber hinaus kommen Mangan-oxidierende Bakterien in der natürlichen Umwelt vor und können daher auch das Abbauverhalten von Schadstoffen beeinflussen, die in natürliche terrestrische- und aquatische Systeme gelangen.

Daher streben wir mit unserer Forschung ein tieferes Verständnis der ökologischen und potenziellen biotechnologischen Rolle dieser Bakteriengruppe an. Dazu kultivieren wir Mangan-oxidierende Bakterien, die aus natürlichen und technischen Quellen isoliert wurden im diskontinuierlichen Verfahren und in Reaktorsystemen in Gegenwart von Schadstoffen.

Wir analysieren die Transformation der Schadstoffe in Gegenwart der Mangan-oxidierenden Bakterien und untersuchen die Reaktion der Organismen auf molekularer Ebene. Die Kultivierung wird in verschiedenen Arten von Medien durchgeführt, um zu verstehen, welche Konditionen und welche der phylogenetisch verschiedenen Mangan-oxidierenden Stämme für biotechnologische Anwendungen am besten geeignet sind.

In diesem Rahmen biete ich Master- und Bachelorarbeiten sowie allgemeine studentische Projekte an, in denen Kultivierung, HPLC- und GC-basierte Analytik, Mikroskopie und molekulare Methoden angewendet werden.

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