OTC Genomics: Monitoring der Ostseeküste und der Warnow mit Hilfe von Mikroorganismen

In den Ökosystemen, die uns umgeben, spielen Bakterien und andere Kleinstlebewesen eine zentrale Rolle -- zum Teil als Futterquelle für andere Organismen, zum Teil als Reinigungskräfte, die die Abfälle der anderen Organismen verstoffwechseln und so recyclen. Es ist deswegen kein Wunder, dass das Mikrobiom, also die Gesammtheit aller Mikroorganismen in einem Ökosystem, jede Veränderung im Ökosystem registriert. Das wiederum vereinfacht uns Umweltbeobachtung -- denn wenn wir nur regelmäßig und genau genug erfassen, in welchem Zustand das Mikrobiom ist, dann können wir daraus höchstwahrscheinlich den Zustand anderer Bereiche des Ökosystems ableiten. [TODO Abbildung Netzwerk]

Im Projekt OTC-Genomics wollen wir uns genau diesen Sachverhalt zu Nutze machen, um den Zustand der Ostseeküste und der Warnow um Rostock herum zu monitoren. Das heißt ganz praktisch: Wir nehmen zur Zeit zweimal pro Woche an 15 Stellen Wasserproben (siehe Karte [TODO]), die wir dann im Labor untersuchen. Die Zusammensetzung des Mikrobioms in diesen Wasserproben erfassen wir durch DNA-Sequenzierung: Da das Genom jeder Spezies unterschiedlich ist, können wir aus den sequenzierten DNA-Sequenzen ablesen, welche Mikroorganismen in der Wasserprobe leben und welche größeren Organismen in derer unmittelbare Nähe gelebt haben und z.B. Hautschuppen verloren haben. Zusammen mit Umweltparametern wie Salinität und Nährstoffgehalt des Wassers, aber auch Wetterdaten und Strömungsinformationen werden diese Daten in eine zentrale Datenbank eingespeist, mit der wir dann top-aktuelle Machine Learning- und Deep Learning-Methoden füttern. So kommt das Mikrobielle und das Digitale zusammen und ermöglicht uns Aussagen über die Ostsee und die Warnow, die vorher schwer zu tätigen waren.

Das zentrale Ziel unseres Projektes ist es, herauszufinden, wie wir aus dem Mikrobiom "herauslesen" können, wie hoch die Konzentration einer ganzen Reihe von organischen Spurenstoffen sind. Hier zielen wir insbesondere auf anthropogene Stoffe wie UV-Filter, Herbizide und Pharmazeutika ab, da wir so womöglich auch etwas genereller den Einfluss von Menschen auf das Funktionieren von Ökosystemen erforschen können. Das Ganze funktioniert nur deswegen, weil wir einen hohen Grad der Automatisierung anstreben, also von der Probennahme, über die Probenaufbearbeitung bis hin zur Datenauswertung immer mehr Schritte an Roboter und Skripte auslagern wollen. [TODO Satz und Bild zu Projektpartnern].

Erste Ergebnisse und Messdaten werden wir bald hier zugänglich machen. / Messdaten sind hier interaktiv dargestellt.
Interessante Neuigkeiten von uns und viele Photos von wassergefüllten Eimer finden Sie auf unserer Twitter-Seite [TODO LINK].

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OTC Genomics ist ein Teil von OTC Rostock.

OTC Genomics wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.