Entfesselung des versteckten Potentials anaerober Pilze (Neocallimastigomycota)
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Dr. Sabine Podmirseg, Dr. Rolf Warthmann
- Co-Projektleiter/in : Prof. Dr. Heribert Insam, Prof. Dr. Michael Lebuhn
- Stellv. Projektleiter/in : Prof. Dr. Urs Baier
- Projektteam : Akshay Joshi, Lona Mosberger, Katharina Schmid Lüdi
- Projektvolumen : EUR 1'198'889
- Projektstatus : laufend
- Drittmittelgeber : SNF (SNF-Projektförderung / Projekt Nr. 179552), EU und andere Internationale Programme (Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG / Projekt Nr. 399668713), Andere (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung Österreich)
- Projektpartner : Universität Innsbruck, Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
- Kontaktperson : Rolf Warthmann
Beschreibung
Der Pansen der Wiederkäuer beherbergt eine Vielzahl von
Mikroorganismen, die mithilfe ihres enzymatischen Potentials
lignocellulosereiches Material verdaubar machen. Unter diesen
Mikroorganismen findet sich eine ganz besondere Gruppe, die
sogenannten anaeroben Pilze mit dem unaussprechlichen Namen
Neocallimastigomycota. Diese Pilze leben unter Sauerstoffabschluss
und produzieren eine ganze Reihe von Enzymen, die Lignocellulose
spalten können. Die freiwerdenden Zucker können dann für
verschiedenste biotechnologische Prozesse genutzt werden. Die
enzymatische Aktivität wird auch noch durch sogenannte Appressorien
unterstützt, Anhaftmechanismen, die es den Pilzen ermöglichen, mit
hydraulischer Kraft in lignocellulosehaltiges Material wie zum
Beispiel Stroh einzudringen.
Die schwierige Kultivierung dieser Pilze hat schon viele Forscher
frustriert. Man weiß über die Kultivierungsbedingungen noch zu
wenig. Dennoch sehen Wissenschaftler ein sehr großes Potential,
diese Pilze zur Nutzung von lignocellulosehaltigen Reststoffen
(LCR) für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu verwenden. In
diesem Projekt wird sich ein Konsortium aus Österreich (PI: Dr.
Sabine Marie Podmirseg, Innsbruck), Deutschland (PI: Dr. Michael
Lebuhn, Weihenstephan) und der Schweiz (PI: Prof. Urs Baier;
Zürich) in enger Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen in
Großbritannien und der Tschechischen Republik darum bemühen, die
Neocallimastigomycota zu zähmen.
Das Ziel des Projektes ist es, die methodischen Hindernisse aus dem
Weg zu räumen. Hierzu setzt das Konsortium an der Basis an,
ermittelt die essentiellen Wachstumsfaktoren für
Neocallimastigomycota und entwickelt geeignete Kultivierungs- und
Nachweismethoden und prüft schließlich ihren biotechnologischen
Einsatz für den Aufschluss von LCR.
Die Arbeitshypothesen sind dabei: dass (i) die
Neocallimastigomycota sehr viel weiter verbreitet sind als bisher
angenommen, (ii) bestimmte essentielle Mikronährstoffe für eine
kontinuierliche Kultivierung erforderlich sind, (iii) eine
Kultivierung auch ohne Pansensaft möglich ist und dass (iv) neue
anaerobe Pilze nicht nur aus dem Rumen isoliert werden können.
Das Projekt wird klassische mikrobiologische Methoden wie
Mikroskopie, Kultivierung und Enzymologie mit molekularbiologischen
(wie zum Beispiel Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung, quantitative
PCR und verschiedene neue Sequenzierungstechniken) verbinden und
die wissenschaftliche Basis für einen Einsatz der
Neocallimastigomycota zur energetischen und stofflichen Nutzung von
LCR liefern.