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Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie

Bakteriophagen

Der Focus dieser Forschungen liegt sowohl auf den nachteiligen als auch vorteilhaften Auswirkungen von bakteriellen Viren (Bakteriophagen, Phagen) und auf der Zusammensetzung und Bedeutung des humanen Phagen-Viroms. Die nachteiligen Auswirkungen von virulenten Phagen sind, dass sie Hauptverursacher bakterieller Fermentationsstörungen sind, insbesondere in der Milchverarbeitung. Hier werden Milchsäurebakterien, die als Starterkulturen gezielt zum Einsatz kommen, von den Bakteriophagen zerstört. Ziel der Forschungen ist es, die Diversität, Taxonomie und Dynamik der Phagen in Phagen-Monitoringsstudien zu untersuchen und Methoden zur Phagenabwehr zu entwickeln. Auf diese Weise sollen Fermentationsstörungen minimiert werden. Ein aktueller Schwerpunkt liegt in der Erfassung technologisch wichtiger Eigenschaften – insbesondere zur ausgeprägten Thermostabilität einiger Phagen, die damit die Hürde der „Standard“-Pasteurisierung überwinden und so in die Fermentationstanks gelangen. Als Alternative für thermische Verfahren werden derzeit Möglichkeiten der nicht-thermischen Minimierung der Phagen in Molke untersucht.
Eine vorteilhafte Auswirkung von Bakteriophagen ist, dass virulente Phagen aufgrund ihrer hohen Spezifität für die bakteriellen Wirtszellen auch als Biokontrollwerkzeuge geeignet sind. Neu isolierte Phagen, welche in der Lage sind, Verderbniserreger und Lebensmittel-assoziierte Krankheitserreger zu töten, werden u.a. mit elektronenmikroskopischen und molekularbiologischen Methoden charakterisiert. Diese Arbeiten sind insbesondere vor dem Hintergrund der zunehmenden bakteriellen Antibiotikaresistenzen bedeutsam.
Ein dritter Forschungsschwerpunkt liegt auf Untersuchungen zum humanen Phagen-Virom. Phagen sind allgegenwärtig und somit in allen Umweltproben zu finden. Sie kommen in hoher Zahl und Diversität auch im humanen Darmtrakt vor. Elektronenmikroskopische Analysen der Arbeitsgruppe bestätigten die Komplexität dieser bakteriellen Viren im Darm. Die Erforschung der Auswirkungen dieses Phagen-Viroms auf das bakterielle Mikrobiom im Darmtrakt ist ein aktueller Forschungsansatz und erfolgt in enger Kooperation mit der Arbeitsgruppe Lebensmittel- und Darmmikrobiom am Institut.