Weltraummikrobiom

• Visit our lab now!
  You have a sample in which you expect microbial life and you would like to know more about it? Perfect! We are one of the 24 TA2 Distributed Planetary Laboratory Facilities (DPLF) that enable the simulation and characterisation of panetary conditions and materials. More details can be found here.
  Apply here and when your proposal is selected, the Horizon 2020 Europlanet 2024 Research Infrastructure will support you to come to Graz and get your samples analyzed. We will cover your travel, accomodation and experiments costs!
   
• (Application) details
  Details about application ("TA calls") and the entire Europlanet project can be found here!
   
• We open our facility for your experiments!
  The “center for life detection” will provide expertise in detection of microbial signatures, analysis thereof and microbial cultivation. The involved members have large experience with microbial detection and quantification in samples from extreme environments and the growth of microbial specialists in (pure) cultures (e.g. anaerobes). Specifically we offer:
  • Life detection in environmental and appropriate clinical samples (support in DNA extraction, selection of appropriate primers for bacteria, archaea and fungi, polymerase chain reaction (PCR), if desired in combination with propidium monoazide staining (detection of intact cells only), amplicon-sequencing and diversity data analysis, quantification of bacteria, archaea and fungi. If needed, -OMICS technologies can be applied.
  • For the life detection workflow e.g. Next Generation Sequencing (Illumina MiSeq) for nucleic acid characterization, Gas Chromatography - Mass Spectrometry (GC-MS) for short fatty acids determination or scanning electron microscope SEM ZEISS DSM 950 for ultrastructure analysis.
  • Detection of microbial cells: Domain to genus-specific fluorescence in situ hybridization, probe design and selection, visualization using confocal laser scanning microscopy (CLSM).
  • Cultivation of specific microbial specialists, such as anaerobes or oligotrophs for use in laboratory experiments at the host’s institution.
  • Support in data analysis includes graphical display of e.g. microbial diversity and interpretation of results with respect to the metabolic capabilities of the microbiome and the possible impact on the habitat. All services will be offered to international users and all ZMF Core Facilities are open to all researchers without restrictions. The ZMF and IMRG staff will support users with protocol development, hand-on training and analyses.
     
• Contact: Christine Moissl-Eichinger, Alexander Mahnert

Europlanet 2024 RI has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 871149.

• Bioburden and Biodiversity Agency Level Verification Assays: Determining if life exists or ever existed beyond Earth is one of the most interesting scientific questions. Reports on numerous habitable planets have increased the speculations about potential extra-terrestrial life. However, these theoretically life-supporting planets are far beyond human’s reach – except Mars.
  The ExoMars program aims to investigate the Martian environment and to establish if life ever existed on Mars. The program consists of two missions: ExoMars2016 launched on 14th of March 2016 and consisting of a Trace Gas Orbiter (TGO) and an Entry, Descent and landing demonstrator Module (EDM) called Schiaparelli, as well as ExoMars2020 with a launch date in year 2020, sending a rover with surface mobility, access to subsurface, and capability to sample and analyse the Martian surface.
  However, to detect life in Mars the spacecraft and instruments should not be contaminated by terrestrial microorganisms which could harm the ongoing and future missions, as well as Mars environment itself. Consequently, spacecraft and hardware assembly, integration and test (AIT) activities are performed in cleanrooms where the number and diversity of microorganisms is limited and regularly monitored.
  Within the frame of ExoMars program, we follow the level of microbiological contamination (bioburden and the associated biodiversity) in the cleanrooms throughout the AIT activities via cultivation and molecular techniques, including next generation sequencing, and catalogue the detected microorganisms.
   
• Article: Koskinen, K., Rettberg, P., Pukall, R. et al. Microbial biodiversity assessment of the European Space Agency’s ExoMars 2016 mission. Microbiome 5, 143 (2017).
   
• Team: Kaisa Koskinen Mora, Lisa Wink

• From Earth to Mars, towards understanding better the red planet habitability. Assessing the habitability of Mars and detecting life, if it was ever there, depends on knowledge of whether the combined environmental stresses experienced on Mars are compatible with life and whether a record of that life could ever be detected. However, our current ability to make these assessments is hampered by a lack of knowledge of how the combined effect of different environmental stresses influence the survival and growth of organisms.
   
• Team: Alexandra Perras, Lisa Wink,Stefan Duller

• 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: Maximilian Mora, Lisa Wink, Ines Kögler