Antiinfektiva aus Mikrobiota

Mikrobielle Gemeinschaften (Mikrobiota) setzen sich aus einer Vielzahl verschiedener Bakterien, Pilze und Vertreter ein- und wenigzellige Eukaryoten, sowie Viren, zusammen. Mikrobiota befinden sich unter anderem auf menschlichen, tierischen und pflanzlichen Gewebeoberflächen, wo sie essentielle Funktionen für den Wirt einnehmen können. Die Zusammensetzung der Mikrobiota korreliert in vielen Fällen mit ihrer Lokalisation und damit ihrer Funktion.  

Mikroorganismen regulieren und manipulieren ihr Zusammenleben durch die Aussendung von bioaktiven Naturstoffen. Mikrobielle Naturstoffe können antibiotisch wirken, um die Produzenten zu schützen, können aber auch als zelluläres Signal wirken, als Morphogen für den Wirtsorganismus oder als Nährstoff verstoffwechselt werden. Die chemischen Strukturen vieler dieser modulierenden Naturstoffe sind jedoch unbekannt, und damit ist ihr natürliche Funktion, sowie ihr Einfluss auf die Mikrobiota und möglichen Anwendungspotentiale bis heute nur sehr wenig erschlossen.

Wie kann das Naturstoffpotential erschlossen werden?

Da Naturstoffe wichtige Funktionen in mikrobiellen Interaktionen spielen, ist ihre Produktion eng mit der Zusammensetzung der Mikrobiota verknüpft. Die Beemelmanns-Gruppe analysiert repräsentative mikrobielle Gemeinschaften, um diesen chemischen Raum zu erschließen

Zielorientierte Bioassays basierend auf Bakterien-Bakterien und Bakterien-Pilz-Interaktionenstudien werden verwendet, um die Produktion von bioaktiven Naturstoffen zu stimulieren. Zur Strukturaufklärung der sekretierten Naturstoffe wendet die Gruppe etablierter und innovativer analytische Methoden an.

Die erhaltenen Naturstoffe werden auf ihre anti-infektive Wirkungsweise und Naturstoffe mit hohem Wirkpotential werde synthetisiert, um ihre Struktur-Wirkungsbeziehungen besser zu erfassen und die Profilierung der vielversprechendsten Kandidaten voranzutreiben. Zudem wird der Einfluss der charakterisierten Naturstoffe auf symbiotische Gemeinschaften mittels Mikrobiomstudien untersucht. Mittels dieser Studien erhoffen wir uns bessere Aussagen über die Stabilität und Dynamiken von mikrobiellen Gemeinschaften treffen zu können. Die Aufklärung der Biosynthesewege neuer Naturstoffe und ihre Regulation ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil unserer Forschung, um unser biokatalytisches Verständnis zu verbessern und die Entwicklung von biotechnologischen Ansätzen voranzutreiben. 

Die Mitglieder der Abteilung haben unterschiedliche Wissenschaftliche Ausbildungs-Hintergründe. Hierzu zählen sowohl die synthetische organische Chemie, als auch Mikrobiologie, Biochemie, und Pharmazie.