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Systembiologie der Osmostressantwort von Bacillus subtilis

Das gram-positive Bodenbakterium Bacillus subtilis ist ein wichtiger Produktionsorganismus für die industrielle Biotechnologie. Es wird aufgrund seiner Fähigkeit zur Sekretion von Proteinen für die Herstellung von Waschmittelenzymen, aber auch für die Synthese des Vitamins Riboflavin und des Antibiotikums Bacitracin eingesetzt. Darüber hinaus ist B. subtilis ein wichtiger Modellorganismus zur Aufklärung molekularer Vorgänge. Hier erforschen wir in einem Verbund mit europäischen Partnern die komplexe zelluläre Antwort des Bakteriums auf osmotischen Stress durch hohe Mengen an Salzen und Zuckern. Osmotischer Stress ist einer der Hauptstressfaktoren, denen Mikroorganismen während industrieller Fermentationsprozesse ausgesetzt sind. Das Ziel ist ein besseres systembiologisches Verständnis der Stressantwort, um zukünftig robustere Produktionsstämme entwickeln zu können.

  • Systemweite 13C-metabolische Flussanalyse zur Erfassung der in vivo Aktivität einzelner Stoffwechselwege im Kohlen- und Stickstoffwechsel
  • Multi-Omics-Experimente in definierter, kontinuierlicher Kultur unter Salzstress, Zuckerstress und Referenzbedingungen
  • Systembiologie der Wirkung der Schutzsubstanz Glycinbetain
  • Integrative Modellierung der zellulären Stressantwort

Publikationen

Kohlstedt M, Kumar Sappa P, Meyer H, Maaß S, Zaprasis A, Hoffmann T, Becker J, Steil L, Hecker M, van Dijl JM, Lalk M, Mäder U, Stülke J, Bremer E, Völker U, Wittmann C (2014) Adaptation of Bacillus subtilis carbon core metabolism to simultaneous nutrient limitation and osmotic challenge: a multi-omics perspective. Environ. Microbiol. 16: 1898-1917. Link.

Kohlstedt M, Becker J, Wittmann C (2010) Metabolic fluxes and beyond - systems biology understanding and engineering of microbial metabolism. Appl. Microbiol. Biotechnol. 88:1065-1075. Link.


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