BMBF-Projekt: MultiKulti

BMBF-Projekt MultiKulti – Kultivierung von un- und schwerkultivierbaren Mikroorganismen aus verschiedenen Lebensräumen

Im BMBF-Projekt MultiKulti wird die Möglichkeit untersucht, ein vielfach einsetzbares Kultivierungssystem für bisher unkultivierte Mikroorganismen aus schwer zugänglichen Standorten zu schaffen.

Förderkennzeichen: 161L0193F

Laufzeit: 01.11.2019 – 31.05.2024

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Universität Oldenburg (ICBM)

 

Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

 

Humboldt-Universität zu Berlin (HUB)

 

Universität Duisburg-Essen (UDE)

 

DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW)

Auf der gesamten Erde befinden sich nach wissenschaftlichen Schätzungen circa 1030 Archaeen und Bakterien. Diese große Menge an Mikroorganismen beinhaltet ungefähr vier Millionen Spezies, von denen jedoch bisher lediglich zehntausend als Reinkultur verfügbar und kultivierbar sind. Somit existiert eine große Wissenslücke hinsichtlich des biochemischen und biotechnologischen Potentials dieser Mikroorganismen.

Im Projekt MultiKulti arbeiten Biologen und Ingenieure im Verbund daran, ein Kultivierungssystem zu schaffen, mit dem bisher unkultivierbare Mikroorganismen aus der tiefen terrestrischen Biosphäre, den tiefen Bereichen des Ozeans und aus tiefen Grundwasserbereichen im Labor am Leben erhalten und vermehrt werden können. All diese aquatischen Habitate vereinen hohe Drücke, geringe Nährstoffkonzentrationen und schwere Zugänglichkeit. Kann also ein solches Kultivierungssystem geschaffen werden, können teils extrem teure Probenahmen vermieden werden und nach Rückschlagen schlicht auf die im Kultivierungssystem vermehrten Kulturen zurückgegriffen werden.

Die Herausforderungen liegen zum einen darin, initiale Informationen über die erforderlichen Bedingungen, vorhandene Diversität und stattfindenden Stoffflüsse zu erhalten in den Habitaten zu erhalten. Zum anderen darin, diese anschließend im Kultivierungssystem darstellbar zu machen. Besonders die hohen Drücke und die exakte Einstellung von nötigen Gradienten in Nährmittelkonzentrationen oder Temperaturen innerhalb des Kultivierungssystems sind aus ingenieurstechnischer Sicht komplex.

Das Projekt war zunächst auf ein Jahr zu einer Sondierungsphase ausgelegt, in dem die grundsätzliche Machbarkeit überprüft wurde. Nach einem positiven Fazit, wird die Projektidee in einer 3-jährigen Phase praktisch umgesetzt.

Für den Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik liegt der Schwerpunkt auf der Konzeption und Aufbau des MultiKulti-Reaktors, also des zentralen Bausteines im Projekt. Dieser wird nach Druckgeräterichtlinie strömungsoptimiert entworfen und mit samt der Peripherie, Gasanalytik und Steuerung transportabel aufgebaut und in Betrieb genommen. Im dritten Projektjahr geht der Reaktor auf Reise zu den mikrobiologischen Projektpartnern zur Erprobung.

 

Ansprechpartner:

Thomas Trabold, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik