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Molekularbiologische Analytik

Der Arbeitsbereich Molekularbiologische Analytik beschäftigt sich mit der Identifizierung und molekularen Charakterisierung von Mikroorganismen und Phagen in enger Zusammenarbeit mit den anderen Arbeitsbereichen des Instituts.

Der Fokus liegt auf bei der Lebensmittelherstellung beteiligten Mikroorganismen sowie Lebensmittelinfektions- und Verderbnis-Erregern und den assoziierten Phagen. Weiterhin liegt ein Augenmerk auch auf neuen potenziellen Erregern mit kleinen zirkulären und vermutlich einzelsträngigen Genomen, insbesondere den SPHINX/BMMF (Slow Progressive Hidden Infections of Variable X/Bovine Milk and Meat Factors) Molekülen. Für die Analysen stehen vielfältige Techniken zur Verfügung. Diese umfassen klassische Fingerprinting-Techniken (RFLP, RAPD-PCR, PFGE, DGGE, MLSA und MLST), PCR-Techniken (qPCR, Multiplex-PCR), gentechnische Methoden (Klonierung, Transposonmutagenese) sowie Sequenzier-Methoden (Genom-, Phageom-, Transkriptom- und Mikrobiom-Sequenzierung).

Die so gewonnenen Bakterien- oder Phagen-genomische Daten liefern einen tiefen Einblick in die Eigenschaften des Mikroorganismus/Phagen und ermöglichen umfassende vergleichende Analysen. Somit können Stämme auf molekularbiologischer Ebene typisiert werden und Virulenz-, Resistenz- und Pathogenitätsfaktoren charakterisiert werden. Molekulare Typisierungen mittels cgMLST- (core genome MLST) oder SNP- (single nucleotide polymorphism) Analysen können darüber hinaus eingesetzt werden, um die Verwandtschaftsbeziehungen und Verbreitungswege von Mikroorganismen z. B. in Bezug auf ihr Vorkommen in Lebensmitteln zu untersuchen. In aktuellen Untersuchungen werden Genome von Phagen, pathogenen- und Antibiotika-resistenten Bakterien, Verderbnis-Erregern sowie potenziellen Starterkulturen sequenziert und charakterisiert.

Mit der Analyse der Mikrobiom-Daten (Amplikon-Sequenzierung) können beispielsweise Einflüsse von Starterkulturen oder von intrinsischen oder externen Faktoren auf die Zusammensetzung der Mikrobiota im Lebensmittel untersucht werden z.B. die Veränderung des Mikrobioms in reformulierten Lebensmitteln. Weiterhin sollen die Studien des Arbeitsbereiches Erkenntnisse zum Einfluss von lebensmittelassoziierten Mikrobiota auf die Zusammensetzung und Funktionalität der Darmmikrobiota liefern.