• Ihre Sprache:
  • Deutsch
  • English not available

Untersuchungen zur Zusammensetzung extrazellulärer polymerer Substanzen (EPS) in Biofilmen an abgestuft benetzbaren Substraten

Einordnung der Arbeiten
Biofilme bestehen volumenmäßig zu einem Großteil aus hydratisierten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS). Diese Matrix besteht zu über 97 % aus Wasser sowie Polysacchariden. Die EPS-Matrix besitzt viele Funktionen, von der Stabilisierung der Biofilmpopulation, der Schaffung eines Mikromilieus, der Nährstoffspeicherung und interbakteriellen Kommunikation bis zum Austausch von genetischem Material. Sie stellt damit eine wesentliche funktionelle Komponente von Biofilmpopulationen dar. Die Zusammensetzung dieser Matrix wird im Wesentlichen von den biofilmbildenden Bakterienspezies bestimmt. Sie kann dementsprechend sowohl sehr spezifisch, wie auch komplex wie der Biofilm selbst sein.
Für Untersuchungen zur Biofilmausbildung und -funktion ist die Analyse von EPS-Komponenten von großer Bedeutung. Die konfokale Laserscanmikroskopie (CLSM) liefert die Möglichkeit der ortsaufgelösten Detektion von EPS-Komponenten in funktionalen Biofilmen. Für eine polysaccharidspezifische Fluoreszenzmarkierung von EPS-Komponenten können Lektine eingesetzt werden. Lektine sind kohlenhydratbindende Proteine oder Glykoproteine mit mindestens zwei Bindungsstellen und können Zellen agglutinieren und Glykokonjugate präzipitieren. Unter Ausnutzung der Lektin-Bindungsspezifität für bestimmte Zuckerpolymere können biofilmspezifische EPS-Analysen durchgeführt werden.

Ziel der Diplom-/Masterarbeit
Es soll untersucht werden, ob ein Zusammenhang zwischen der Benetzbarkeit des Substratums und der Bildung bzw. Zusammensetzung der von biofilmbildenden Bakterien produzierten EPS besteht. Ein Protokoll zur Anfärbung der EPS Komponenten und zur Auswertung mittels CLSM ist am iba etabliert. Da die EPS-Ausbildung biofilmspezifisch ist, stehen Biofilme der dentalen Plaque sowie Biofilme aus Infektionskeimen im Vordergrund. Als Modellsubstrate dienen polymere Beschichtungen auf Glas (Polysiloxane), die mittels einer Plasmabehandlung nachfunktionalisiert werden und somit ein breites Benetzbarkeitsspektrum abdecken.

Arbeitsschwerpunkte

  • Bakterien-Mischkultivierung und Biotechnologie

    • batch-Kultur (Reinstämme)
    • kontinuierliche Mischkultivierung in bioreaktorgekoppelten Fliesskammern

  • Fluoreszenzmarkierung mittels Lektinen

    • Biofilmpräparationen

  • Bildgebende Untersuchungen mittels CLSM

Anforderungen
Grundlegende mikrobiologische Arbeitstechniken wie Kultivierung und Stammhaltung werden vorausgesetzt. Biotechnologische Erfahrungen bei der Bioreaktorkultivierung sind von Vorteil. Essentiell sind Grundlagen der Fluoreszenzmikroskopie sowie das grundlegende Verständnis der Biofilmbildung und Organisation in Multispeziesbiofilmen.


detaillierte Informationen: pdf-Datei
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. K. Liefeith

iba e.V. | Rosenhof | 37308 Heilbad Heiligenstadt | +49 (0) 3606 / 671 - 0 | iba(at)iba-heiligenstadt.de | typo3 hannover  microsoft crm add on