MultiKulti: Kultivierung von un- und schwerkultivierbaren Mikroorganismen aus verschiedenen Lebensräumen

Verschiedene Bakterienkolonien auf Agarplatte

Im BMBF-Projekt MultiKulti wird die Möglichkeit untersucht, ein vielfach einsetzbares Kultivierungssystem für bisher unkultivierte Mikroorganismen aus schwer zugänglichen Standorten zu schaffen.

Auf der gesamten Erde befinden sich nach wissenschaftlichen Schätzungen circa 1030 Archaeen und Bakterien. Diese große Menge an Mikroorganismen beinhaltet ungefähr vier Millionen Spezies, von denen jedoch bisher lediglich zehntausend als Reinkultur verfügbar und kultivierbar sind. Somit existiert eine große Wissenslücke hinsichtlich des biochemischen und biotechnologischen Potentials dieser Mikroorganismen.

Im Projekt MultiKulti, das aus dem Kreativ-Workshop „Culture Challenge“ des BMBF hervorging, arbeiten Biologen und Ingenieure im Verbund daran, ein Kultivierungssystem zu schaffen, mit dem bisher unkultivierbare Mikroorganismen aus der tiefen terrestrischen Biosphäre, dem Ozeans und aus Grund- und Trinkwasser im Labor am Leben erhalten und vermehrt werden können. All diese aquatischen Habitate vereinen geringe Nährstoffkonzentrationen, schwere Zugänglichkeit und hohe Drücke. Kann also ein solches Kultivierungssystem geschaffen werden, können teils extrem teure Probenahmen vermieden werden und nach Rückschlagen schlicht auf die im Kultivierungssystem vermehrten Kulturen zurückgegriffen werden.

Die Herausforderungen liegen zum einen darin, initiale Informationen über die erforderlichen Bedingungen, die vorhandene Diversität und stattfindenden Stoffflüsse in den Habitaten zu erhalten. Zum anderen darin, diese anschließend im Kultivierungssystem darstellbar zu machen. Besonders die hohen Drücke und die exakte Einstellung von nötigen Gradienten in Nährmittelkonzentrationen oder Temperaturen innerhalb des Kultivierungssystems sind aus ingenieurstechnischer Sicht komplex.

In einer Sondierungsphase wird zunächst die grundsätzliche Machbarkeit des Projekts überprüft. Nachfolgend wird die praktische Umsetzung anvisiert.

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