Abstracts Category : Other

Grappling extremes: Molecular methods combined with cultivation reveal the composition and biology of space-relevant microbial communities

by Alexandra Kristin Perras

Extreme Biotope sind durch eine Vielzahl von physischen und chemischen Stressvariablen gekennzeichnet und bieten eine hervorragende Mglichkeit die Grenzen des Lebens zu verstehen auch auerhalb der Erde z.B. auf der International Raumstation (ISS) oder auf dem Mars. Einige terrestrische, extreme Lebensrume hneln stark ausgewhlten Bedingungen auf dem Mars und lassen daher Rckschlsse auf dessen potenzieller Bewohnbarkeit zu. Ein wesentlicher Faktor ist der Mangel an Sauerstoff auf dem Mars. Allerdings erweisen sich die Probennahme und mikrobielle Kultivierung aus sauerstoffarmen Umgebungen als sehr herausfordernd und werden nicht sehr oft praktiziert. Es bentigt besonders die Betrachtung solcher sauerstoffarmen Umgebungen und deren assoziierten Mikroorganismen, um einschtzen zu knnen, ob extraterrestrisches ausgestorbenes und/oder noch bestehendes Leben auf dem Mars existieren knnte. Bemannte Langzeitzeitmissionen zum Mars bedrfen zudem sowohl Wissen ber die mikrobielle Diversitt in Raumfahrtzeugen als auch ber deren Anpassungsfhigkeit und Stress-Toleranzen. Nur dadurch kann ein sicheres Arbeitsklima sichergestellt werden. Die vorliegende Arbeit umfasst eine tiefreichende Untersuchung extremer Biotope mit Hilfe von Kultivierungsmethoden und molekularen Methoden und eine detaillierte Analyse einiger ausgewhlter mikrobiellen Bewohner. Eines dieser extremen Biotope umfasst das kontrollierte Innenleben ISS. Frhere Studien detektierten bereits eine hohe Abundanz an Mensch-assoziierte Bakterien, allerdings blieb der Nachweis von Archaeen erfolglos. Archaeen sind allgegenwrtig auf der Erde und werden zahlreich in Reinrumen detektiert, in welchen die Raumschiff Hardware assembliert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 8-12 Jahre alte Staubproben auf deren mikrobielle Diversitt untersucht. Molekulare Analysen besttigten ein mit dem Mensch assoziiertes Bakteriom. Zudem konnten zum ersten Mal auch archaelle Signaturen nachgewiesen werden. Kultivierte, bakterielle Einzelisolate ermglichten es, Stress-resistente Experimente durchzufhren. Neben der Austrocknungsresistenz, zeigte eine Vielzahl von Isolaten eine hohe Resistenz gegen zahlreiche Antibiotika. Diese Ergebnisse erweitern unser Wissen ber die archaelle und bakterielle Diversitt und deren Adaptionen im Weltraum. Terrestrische, Mars-hnliche Systeme ermglichen es, Modellorganismen zu finden, welche potenziell auf dem Mars gelebt haben und/oder immer noch dort leben knnten. Zahlreiche Studien beschftigten sich mit deren Untersuchung, allerdings fehlte bisher ein profundes Wissen ber sauerstoffarme Systeme. Im Rahmen des MASE Projektes (Mars Analogues for Space Exploration) wurden gezielt sauerstoffarme Biotope auf deren mikrobielle Diversitt untersucht. Einige dieser Biotope zeigen eine hohe hnlichkeit zu Marsbedingungen in der Vergangenheit (vor ca. ~4 Milliarden Jahren), whrend ein Biotop den Bedingungen auf dem heutigem Mars reflektiert. Auch hier konnten mit Hilfe eines umfassenden Kultivierungsansatzes zahlreiche Anaerobier erhaltenAdvisors/Committee Members: Moissl-Eichinger, Christine (advisor).