Core Facility Mikrobiom

Die Core Facility widmet sich der Erforschung komplexer Zusammenhänge zwischen intestinaler Mikrobiota und ihrem Wirtsorganismus. Sie setzt sich aus den Einheiten „Gnotobiologie“ und „Next Generation Sequencing (NGS)“ zusammen, die eine komplette Analyse der intestinalen Bakteriengemeinschaft (Mikrobiom) ermöglicht. Das Team der Core Facility bietet Expertenwissen in den Bereichen der Mikrobiologie, mikrobiellen Ökologie, Bakteriengenetik, Hochdurchsatz-Sequenzierung und Bioinformatik. Das qualifizierte Personal der Gnotobiologie stellt in der Tierhaltung den Ablauf der experimentellen Studien unter keimfreien Bedingungen sicher. Durch die Kombination der beiden Untereinheiten gelingt es der Core Facility Mikrobiom eine komplette Forschungsplattform anbieten zu können, die vom Tiermodell bis zur molekularen Charakterisierung der Bakteriengemeinschaften reicht.

Core Facility Mikrobiom Einheit NGS

Leitung Core Facility Mikrobiom/NGS

PD Dr. Klaus Neuhaus

Tel: +49 8161 71 5549
neuhaus[at]tum.de 

Bild: Allan Richard Tobis


Die Einheit NGS bietet eine moderne Forschungsplattform im Bereich der Hochdurchsatz-Sequenzierung. Die Expertise reicht von der Identifizierung einzelner Bakterienstämme, über die Zusammensetzung einer komplexen bakteriellen Gemeinschaft bis hin zu gezielten Studien über Funktionalität einzelner Bakterien oder Gemeinschaften in einem Wirtsorganismus oder anderen Habitaten.

Die bakterielle Diversität und Zusammensetzung lässt sich in biologischen Proben mittels einer Sequenzierung sehr gut erfassen. Dabei wird in der Regel das 16S rRNA Gen zu Grunde gelegt. Durch die Bestimmung der Basen-Abfolge aus einer Probe kann auf die Zusammensetzung der einzelnen Mikrobengemeinschaften geschlossen werden. Der Datensatz wird dabei mit der Illumina Technologie generiert und mittels selbst entwickelter bioinformatischen Programmen analysiert (https://www.imngs.org/). Die Zusammensetzung der Mikrobiota kann dann unter funktionellen Gesichtspunkten weiter untersucht werden. Ist beispielsweise die An- oder Abwesenheit bestimmter Bakterien mit funktionalen Gewinnen oder Verlusten verknüpft oder werden bestimmte Metabolite erzeugt?

Weitere Methoden, wie die Sequenzierung einzelner bakterieller Genome, die Sequenzierung der Transkripte (RNAseq), oder die Sequenzierung der aktiv translatierten mRNA (RIBOseq) stehen zur weiteren Identifizierung von Regulationswegen und aktiven Genen zur Verfügung.


Core Facility Mikrobiom – Einheit Gnotobiologie

Die Gnotobiologie bietet die Möglichkeit, den Einfluss des Mikrobioms oder einzelner Bakterien in einem zunächst keimfreien Tiermodell zu untersuchen. Dabei können sowohl gesundheitsbezogene als auch krankheitsassoziierte Fragestellungen in verschiedenen Mausmodellen untersucht werden. Die Tiere werden unter keimfreien Bedingungen in einem kontrollierten System artgerecht gehalten und können im experimentellen Aufbau gezielt mit einzelnen Bakterien oder komplexeren Proben assoziiert werden. Die weiterführenden Analysen der einzelnen Gewebe und Organe (Histologie, Bestimmung von Entzündungsmarkern, Metaboliten, usw.) können darüber Aufschluss geben, welchen kausalen Einfluss das Mikrobiom oder die einzelnen Bakterienarten auf die Gesundheit und den Stoffwechsel der Tiere haben.