Abteilung Umweltmikrobiologie

Die plasmidvermittelte Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen (AR) innerhalb von und zwischen mikrobiellen Gemeinschaften ist eines der drängendsten Probleme unserer Gesellschaft, doch sind die Ursachen und potenziellen Abhilfemaßnahmen nach wie vor unklar. Ein Hauptmerkmal dieser Gemeinschaften ist, dass sie in der Regel mit Oberflächen (z. B. Wirten, Böden usw.) verbunden sind. Wenn diese Gemeinschaften wachsen, dehnen sie sich in einem Prozess aus, den wir als Ausbreitung bezeichnen. Wir wollen wissen, wie sich dieser Prozess auf die horizontale Übertragung der plasmidkodierten Antibiotikaresistenz durch die Gemeinschaft auswirkt. Außerdem wollen wir wissen, wie sich dieser Prozess auf die Fähigkeit der Zellen auswirkt, sich nach dem Erwerb eines für Antibiotikaresistenz kodierenden Plasmids zu vermehren. 

Um diese Fragen zu beantworten, verwenden wir Ansätze der synthetischen Ökologie. Wir stellen synthetische Gemeinschaften zusammen, die aus einem Plasmidspender und einem potenziellen Empfängerstamm bestehen. Anschließend lassen wir die Gemeinschaften wachsen und sich räumlich ausbreiten und verfolgen die Übertragung und Vermehrung des Plasmids. Darüber hinaus ergänzen wir unsere Experimente mit individuenbasierter Computermodellierung. Obwohl wir uns derzeit auf Plasmide konzentrieren, die Antibiotikaresistenzen tragen, könnten die allgemeinen Prinzipien, die wir zu ergründen versuchen, für jedes Plasmid relevant sein, auch für solche, die für Pathogenität, menschliche Gesundheit und Krankheit sowie Biotechnologie wichtig sind.