Projekte

• Bedeutung von Nutzpflanzen als Sekundärwirte für Humanpathogene und pflanzliche Lebensmittel als Überträger von bakteriellen Infektionen und Intoxikationen

Die Mikrobiota von Salaten ist sehr divers und setzt sich aus Bakterien, Hefen und Schimmelpilzen zusammen. Da Salat meist roh verzehrt wird, hat die Mikrobiota des Salates eine hohe Relevanz für die VerbraucherInnen. In diesem Projekt soll untersucht werden, welche extrinsischen Faktoren einen Einfluss auf die Zusammensetzung der autochthonen Mikrobiota haben und wie ein geänderter Gesundheitszustand der Pflanze sich auf die Mikrobiota auswirkt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die sich ändernden Klimabedingungen und konventionelle sowie neue Produktionssysteme gelegt.

• Interaktion von Listeria monocytogenes mit Salat

Forschungsarbeiten der letzten Jahre haben gezeigt, dass Nutzpflanzen als Sekundärwirte für Humanpathogene fungieren können, und es stellt sich die Frage, welchen Einfluss diese Interaktion sowie die technologischen Prozesse in der Lebensmittelherstellung auf die Virulenz von Pathogenen haben. Unser besonderes Interesse gilt der Interaktion des humanpathogenen Bakteriums Listeria monocytogenes mit der Salatpflanze. Pathogene nutzen ähnliche molekulare Mechanismen zur Adhäsion an/ Internalisierung in Kulturpflanzen wie im menschlichen Wirt. Hier wird die Genregulation in repräsentativen Stämmen in Anwesenheit der Pflanze untersucht. Zusätzlich soll der Einfluss der Lokalisation der Bakterien auf und in der Pflanze mit der Expression ausgewählter Gene korreliert werden. Als relevant identifizierte Strukturen werden zuerst mittels Deletionsmutagenese der zugehörigen Gene bestätigt. Die Interaktion von Wildtypstämmen sowie Deletionsmutanten und Pflanzen wird mittels mikroskopischer Methoden evaluiert. Pathogene reagieren auf den Wirt durch Änderung der Transkriptionsmuster, was zu einer veränderten Virulenz führt. Es soll durch Transcriptomics (DualRNASeq) die Anpassung von adhärierenden und/oder internalisierten Bakterien untersucht werden, und inwieweit sich diese auf die Virulenz und Resistenz der Bakterien auswirken. Da Pflanzen immer auch eine autochthone Mikrobiota besitzen und da davon ausgegangen werden muss, dass diese Mikroorganismen direkt oder indirekt interagieren, ist statt einer einfachen Beziehung ein Netzwerk von Parametern zu untersuchen.

• Einsatz von “omics” Technologien zur Charakterisierung von Fermentationsorganismen und gezielter Selektion von Starterkulturen

Lactococcus lactis und L. cremoris sind in der Milchindustrie zur industriellen Fermentation eingesetzte Starterorganismen. Stämme dieser Spezies sind auf Grund ihres Plasmidoms genetisch divers. Die für das Wachstum in Milch essentiellen Enzyme des proteolytischen Systems sind ebenfalls teilweise plasmidkodiert. Aus der industriellen Erfahrung ist bekannt, dass manche Stämme die Bildung von Bitterpeptiden induzieren, andere aber nicht. Es ist unbekannt, welche genetischen Determinanten in Kombination mit welchen Umgebungsbedingungen, besonders erhöhten Calciumgehalten, wie sie in der Fermentation von Konzentraten auftreten, dazu führen. Basierend auf eigenen Ergebnissen wird die Hypothese untersucht, dass Calcium einen Einfluss auf die Bildung von Bitterpeptiden durch Starterkulturen hat, der nicht in einer unterschiedlichen Transkription der für die Enzyme/Proteine des proteolytischen Systems kodierenden Gene begründet ist. Dazu werden ausgewählte Gene mittels ortgerichteter Mutagenese so modifiziert, dass die entstehenden Proteine in ihren katalytischen Zentren Defekte aufweisen. Diese isogenen Mutanten werden im Vergleich zu den Wildtypstämmen hinsichtlich ihrer proteolytischen Eigenschaften untersucht.

• Untersuchung der Mikrobiota von Schriftartefakten

In dem Exzellenzcluster Understanding Written Artefacts werden Schriftartefakte von Natur- und GeisteswissenschaftlerInnen erforscht. Im Kairouan Manuskript Projektes ist dies ein Netzwerk von WissenschaftlerInnen und KonservatorInnen, die sich der Erhaltung, Pflege und Erweiterung einer Manuskriptsammlung am National Laboratory for the Preservation and Conservation of Parchment and Manuscripts (NLPCPM) in Tunisien widmen. Im Zuge dieser Zusammenarbeit wird von unserer Arbeitsgruppe die Mikrobiota von Pergamenten untersucht. Ziel ist es herauszufinden, welche Mikroorganismen (Bakterien, Hefen und Schimmelpilze) sich auf den Pergamenten befinden und diese Daten mit den Ergebnissen physikalischer und chemischer Messungen zu korrelieren.

• Zweistufige Fermentation pflanzlicher Rohstoffe zur Herstellung pflanzlicher Alternativen zu Rohwurst und Rohmilchkäse.
  01.09.2021–29.02.2024, FEI, AiF 21931 N
  https://www.fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projektdatenbank/aif-21931-n.projekt

• Establishing a strong and lasting international training network for innovation in food and juice industries: A 4D-research approach for fruit juice processing (HiStabJuice).
  01.11.2020–28.02.2025, European Union’s Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network (ITN), GA No. 956257
  https://www.histabjuice.eu/

• Reduktion der Bitterkeit von fermentierten Milchprodukten mit erhöhtem Calciumgehalt durch Selektion geeigneter Starterkulturen - Einfluss milchendogener und exogener Peptidasen.
  01.10.2017–30.09.2020, FEI, AiF 19688 N

• Technologische und mikrobiologische Ansätze zum Einsatz von Starterkulturen bei der industriellen Rohschinkenherstellung.
  01.05.2013–30.06.2016, FEI, AiF 17687 N

• Optimierung der mikrobiologischen Qualität und der physiologischen Eigenschaften von verzehrfertigen Blattsalaten und Kräutern mittels innovativer technologischer Verfahren und molekularbiologischer Analysen.
  01.11.2012–31.05.2016, FEI, AiF 17122 N

• Optimierung von Nachweis und Differenzierung von Salmonella enterica, Cronobacter sakazakii und Bacillus cereus in Milch und Milcherzeugnissen durch den Einsatz von Zellwand-bindenden Phagenproteinen.
  01.11.2010–30.04.2013, FEI, AiF 16756 N

• Backwaren hergestellt mit Sauerteigen aus Amaranth, Buchweizen und Sorghum unter Verwendung universell einsetzbarer und mikrobiologisch stabiler Sauerteigstarter.
  01.04.2007–30.06.2009, FEI, AiF 15188 N