Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bei kommerziell relevanten Fischarten
Dr. Hassan Humeida, Dr. Jutta Wiese, 91探花
Die Ozeane tragen weltweit 20% des tierischen Proteins zur menschlichen Ern盲hrung bei und sind sogar an der Deckung von 50% des Proteinbedarfs in armen L盲ndern beteiligt. Der Klimawandel hat nicht nur Auswirkungen auf die Meeresorganismen, sondern auch auf die Mikrobiome, die auf oder in ihnen leben. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Nahrungsmitteln aus dem Meer weltweit mit dem j盲hrlichen Wachstum der Weltbev枚lkerung. Die marinen Nahrungsquellen sind nicht unendlich, und ihre biologische Vielfalt ist durch verschiedene Faktoren bedroht, darunter die Verschmutzung durch den Menschen und die 脺berfischung. In der folgenden Masterarbeit, die im Rahmen des WASCAL-Programms durchgef眉hrt wurde, wird nach antibiotikaresistenten Bakterien in kommerziell relevanten Fischarten der Kapverdischen Inseln gesucht. Die Auswirkungen der Stressfaktoren auf den Gesundheitszustand der Fische werden durch die Messung anatomischer, physiologischer und ern盲hrungsphysiologischer Parameter wie Gr枚脽e, Gewicht, Unversehrtheit der Organe usw. ermittelt. Diese Masterarbeit wird am 91探花 Helmholtz-Zentrum f眉r Ozeanforschung in Kiel durchgef眉hrt.
Das Schwammresistom entlang der Schwentine
Dr. David K. Ngugi, 91探花
Die Schwentine ist f眉r die Trinkwasserversorgung der Stadt Kiel von gro脽er Bedeutung. Trotz ihrer derzeitigen Wahrnehmung als nat眉rlicher Lebensraum ist die Geschichte ihres gesamten Verlaufs jedoch eng mit der Industrialisierung der Stadt Kiel (einschlie脽lich Werften, Wasserkraftwerken und Abwasserentsorgung) verbunden. Es ist daher zu erwarten, dass die Entwicklung seiner tierischen Bewohner und der mit ihnen verbundenen Mikrobiota diese vom Menschen beeinflusste Geschichte widerspiegelt, insbesondere als Reservoir f眉r antimikrobielle Resistenzen (AMR).
Wir werden die antimikrobielle Resistenz in der Schwentine mittels Metagenomik und Metatranskriptomik untersuchen. Wir werden S眉脽wasserschw盲mme als Modelltierreservoir f眉r AMR verwenden. Schw盲mme bedecken gro脽e Fl盲chen von S眉脽wasserseen und Fl眉ssen. Sie filtern Schwebeteilchen und Mikroben und entfernen bis zu 95 % der Mikroben im Wasser. Zu den gefilterten Mikroben geh枚ren auch pathogene Bakterien, die h盲ufig Antibiotikaresistenzgene (ARG) tragen, die an das Schwamm-Mikrobiom weitergegeben werden k枚nnen.
In diesem Projekt soll untersucht werden, ob S眉脽wasserschw盲mme ARGs speichern, die auf andere Mikroben 眉bertragen und 眉ber die Nahrungskette und das Trinkwasser weitergegeben werden k枚nnen. Die Masterarbeit wird am 91探花 Helmholtz-Zentrum f眉r Ozeanforschung in Kiel durchgef眉hrt.
Interessierte Bewerber wenden sich f眉r weitere Informationen bitte an David Ngugi (dngugi@geomar.de).
3D reconstruction of a Poribacterium inside the marine sponge by FISH-CLEM
Aufkl盲rung der genomischen Grundlagen der weit verbreiteten Interaktionen zwischen Poribakterien und Schw盲mmen
Dr. David K. Ngugi, 91探花
Schw盲mme sind eine der 盲ltesten Tiergattungen und existieren seit 眉ber 600 Millionen Jahren. Sie haben sich in einer Vielzahl von aquatischen Umgebungen entwickelt, wo sie mit dichten mikrobiellen Gemeinschaften koexistieren. Die mikrobielle Biomasse im Schwammgewebe 眉bersteigt oft mehrere Milliarden mikrobieller Zellen pro Gramm tierischen Gewebes, was um ein bis vier Gr枚脽enordnungen h枚her ist als die mikrobielle Belastung im dar眉ber liegenden Meerwasser. Dank der Fortschritte bei den modernen Sequenzierungstechnologien wissen wir heute, dass die dichten Mikroben, die das Schwammgewebe besiedeln, eine bemerkenswert gro脽e Vielfalt an mikrobiellen Gemeinschaften umfassen, die sich von den Mikroben im umgebenden Wasser unterscheiden. Einige davon sind sehr schwammspezifisch. So wurden beispielsweise Angeh枚rige des bakteriellen Kandidatenstamms 鈥濸oribacteria鈥� fast ausschlie脽lich in Schw盲mmen gefunden, und zwar sowohl in verschiedenen Arten als auch an unterschiedlichen geografischen Standorten. Dies ist eines der wenigen Beispiele f眉r einen kosmopolitischen Symbionten in Schw盲mmen; viele mikrobielle Symbionten, die mit Schw盲mmen assoziiert sind, sind eher wirtsspezifisch. Eine systematische globale Bewertung der genomischen Grundlagen der weit verbreiteten Interaktion zwischen Poribakterien und Schw盲mmen, einschlie脽lich ihrer genetischen Vielfalt, ihrer biosynthetischen Rolle im Schwamm-Holobionten und des Zeitpunkts ihrer Diversifizierung in der Schwammevolution, steht jedoch noch aus.
Ziel dieses Projekts ist es, die genetische Vielfalt, die Biogeographie und die Funktionen von 鈥濸oribakterien鈥� in einem globalen Schwamm-Mikrobiomprojekt zu untersuchen. Die Masterarbeit wird in der Aquatic Microbial Eco-genomics Group (AquaMEG), RU Marine Symbiosen am 91探花 Helmholtz-Zentrum f眉r Ozeanforschung in Kiel durchgef眉hrt.
Interessierte Bewerber wenden sich f眉r weitere Informationen bitte an David Ngugi (dngugi@geomar.de).
Halichondria panicea (greenish color on the left, yellow color on the right, photos A. Hethke)
Lichtabh盲ngige Ver盲nderungen des Mikroalgengehalts im Mikrobiom des Ostseeschwamms Halichondria panicea und deren Auswirkungen auf das 脺berleben des Schwamms w盲hrend Hitzewellen (Arbeitstitel)
Dr. Kristina Bayer, 91探花
Dieses Projekt geht der langj盲hrigen Beobachtung nach, dass der Ostseeschwamm H. panicea in zwei Farbmorphen vorkommt, von gelb bis gr眉n. Gr眉ne Schw盲mme sind typischerweise in lichtexponierten Bereichen zu finden, w盲hrend gelbe Farbmorphen unter Felsen und in Felsspalten zu finden sind. Erste unver枚ffentlichte mikroskopische Beobachtungen ergaben, dass in gr眉nen Schw盲mmen deutlich mehr Kieselalgen und Mikroalgen vorkommen als in gelben Schw盲mmen. Zun盲chst konnten wir die Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung (FACS) einsetzen, um die H盲ufigkeit von Photosymbionten in gr眉nem und gelbem Schwammgewebe w盲hrend verschiedener Jahreszeiten zu quantifizieren. Dar眉ber hinaus werden wir zus盲tzliche Analysen auf der Grundlage von 16S rRNA- und 18S rRNA-Genamplikonsequenzen an gelben und gr眉nen Schwammindividuen durchf眉hren, die in verschiedenen Monaten des Jahres gesammelt wurden, wobei die Probenahmen w盲hrend der Sommerhochsaison verst盲rkt werden. Dadurch wird die Vielfalt der prokaryotischen und eukaryotischen Mikroorganismen, die den Schwamm gemeinsam bewohnen, sichtbar gemacht. Au脽erdem soll festgestellt werden, ob jahreszeitliche Ver盲nderungen bei den photosynthetischen Mikroorganismen mit potenziell sch盲dlichen Auswirkungen auf das Kernmikrobiom und damit auf den Schwammholobionten korrelieren. Diese Bem眉hungen werden neue Erkenntnisse dar眉ber liefern, ob Ver盲nderungen des Mikroalgengehalts w盲hrend der warmen Jahreszeit Auswirkungen auf die Gesundheit und/oder Krankheiten des Schwamms haben k枚nnten, insbesondere w盲hrend Hitzewellen, die beobachtet wurden.
Diese Masterarbeit ist Teil eines gemeinsamen DAAD-Projekts mit Partnern aus Portugal, das auch die M枚glichkeit zum Austausch bieten k枚nnte.
Interessierte Kandidat:Innen wenden sich bitte an Kristina Bayer (kbayer@geomar.de) oder Ute Hentschel (uhentschel@geomar.de) f眉r weitere Informationen. Die Arbeit sollte sp盲testens im M盲rz 2025 beginnen.
