Center for Microbiome Research | Zentrum für Mikrobiomforschung

Medizinische Universität Graz

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ARBEX: Archaeelle und bakterielle Extremophile an Bord der Internationalen Raumstation

Im Vergleich zu Reinräumen auf der Erde ist das Innere der Internationalen Raumstation (International Space Station, ISS) ein noch ‚extremeres‘ Habitat für Mikroorganismen, das vor allen Dingen durch die Präsenz des Menschen bestimmt ist.
Die ISS selbst ist nicht durch umgebende Mikrobiologie beeinflusst (außer Gegenstände die von der Erde angeliefert werden) und stellt damit ein isoliertes System dar. Die Module sind teilweise seit November 2000 kontinuierlich „bewohnt“, was eine ununterbrochene menschliche (und prokaryotische) Präsenz im All für 10 Jahre bedeutet.
Bislang wurden nahezu ausschließlich Menschen-assoziierte Bakterien auf der ISS nachgewiesen, die aufgrund der verringerten Schwerkraft sogar zu erhöhter Pathogenität neigen können. Somit könnten Mikroschwerkraft und höherer Strahlungsdosen auch einen selektiven Einfluss auf die mikrobielle Gemeinschaft haben.
Interessanterweise wurde die mikrobielle Diversität auf der ISS, Mir oder z.B. Spacelab fast ausschließlich mithilfe von Standardkultivierungsmethoden oder auf Bakterien abgestimmte molekulare Methoden analysiert. Da Archaeen dabei durchs Raster fallen und nicht detektiert werden können, ist völlig unklar, ob Archaeen in den Modulen der ISS vorkommen.
Da aber Archaeen bereits in ESA und NASA Reinräumen gefunden wurden, liegt der Schluss nahe, dass diese Mikroorganismen auch eine Rolle in der Raumstation spielen könnten. Bislang offene Fragen sind, ob Archaeen auf der ISS vorkommen, in welchem Rahmen und vor allem welche Gruppen von Archaeen eine Rolle spielen.

Generell:

• Sind Archaeen auf der ISS nachweisbar?
• Um welche Gruppen handelt es sich? Thaumarchaeota?
• Im Vergleich zu Bakterien: Wie viele Archaeen sind dort?
• Wie ist ihre physiologische Verfassung?
• Können Sie kultiviert werden?
• Welche archaeellen funktionellen Gene können nachgewiesen werden? Welche Aufgaben übernehmen Archaeen dort?
• Ist die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft über die Dauer des Aufenthalts der Astronauten stabil?
• Ist die archaeelle Gemeinschaft ähnlich der Reinraumgemeinschaft auf der Erde zusammengesetzt?

Neben den Archaeen interessiert uns natürlich auch die bakterielle Gemeinschaft an Bord der ISS - haben sich besondere Resistenzen entwickelt, sind die Mikroorganismen speziell an ihr neues Habitat angepasst? Das Flugprogramm „ARBEX“ (Archaeal and bacterial extremophiles on board the ISS) wurde vom ERC (European Research Council) positiv begutachtet und mit „excellent“ bewertet.

 

 

Team

Projektmitarbeiter im Team CME: Maximilian Mora, Lisa Wink, Ines Kögler

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