Veranstaltung

Titel

Bakterieller Abbau toxischer Verbindungen: Stoffwechselwege, Resistenzmechanismen und Biofilmbildung

Title Bacterial degradation of toxic compounds: metabolic pathways, resistance mechanisms and biofilm formation
Schwerpunkt/Focus
Sprache/Language optional
VV-Nr./Course No. 138083
Modulverantwortlich/Responsible Prof. Dr. Bodo Philipp
Vertreter/Co-responsible
Anbieter/Teachers Prof. Dr. Bodo Philipp, Dr. Johannes Holert
Typ/Type Praktikum + Seminar + Vorlesung
SWS/Semerster periods per week
Arbeitslast(h)/Work load 150 h
KP/Credit points 5 KP
Zuordnung/Classification Fortgeschrittenen-Modul
Semester/Semester SoSe
Studierende/Students MSc Biowissenschaften
MSc Biotechnologie
MSc Molekulare Biomedizin
Corona-Informationen/Corona-Information
Zeit/Date Block 2: 23.05.2022 - 24.06.2022
Ort/Location IMMB
Beginn/Start 23.05.2022
Vorbesprechung/Obligatory pre-meeting Mo. 16.05.22, 18 Uhr s.t., MB039
Voraussetzung/Prerequisite Fundierte biochemische und molekulargenetische Kenntnisse sowie ein ausgeprägtes Interesse für die Physiologie, Ökologie und technische Verwendung von Mikroorganismen
Anmeldung/Registration Online-Anmeldung
Leistungskontrollen/Performance assessments Referate, Vortrag
Termine f. Leistungskontrollen/Date for performance assessments
max. NP/Max. grade points 200 NP
Ziele/Aims Vertiefung des Fachwissens zum Abbau organischer Verbindungen, der Resistenz gegenüber Schadstoffen und der Biofilmbildung

- Erlernen verschiedener mikrobieller Kultivierungstechniken (aerob und anaerob), chemischer Analysetechniken (z.B. HPLC, auch in Kombination mit Massenspektrometrie) und biochemischer Untersuchungsmethoden (z.B. Enzmyassays)

- Entwicklung eines umfassenden Verständnisses für die Physiologie mikrobieller Zellen (Verknüpfung von Stoffwechsel, Stressresistenz und Zell-Zell-Interaktionen) in Hinblick auf die Rolle von Mikroorganismen in der Umwelt und für die technische Anwendung

- Problemorientiertes Lernen: Neben vorgegebenen Experimenten ist auch die eigenständige Planung und Durchführung eines Experimentes zu offenen Fragen des bakteriellen Tensidabbaus vorgesehen (Initiativprojekt)
Inhalte/Content Bakterien sind in der Lage, viele toxische Verbindungen abzubauen und als Wachstumssubstrate zu verwenden. Diese Eigenschaft ist essentiell für die Reinigung von Abwasser und die Dekontamination von Böden. Neben entsprechenden Stoffwechselwegen benötigen die daran beteiligten Bakterien auch Mechanismen, um sich vor den toxischen Wirkungen dieser Verbindungen zu schützen. Dazu gehört neben z.B. Effluxpumpen die Fähigkeit, Biofilme zu bilden.
In diesem Modul sollen anhand des bakteriellen Abbaus von Tensiden diese Thematik in Theorie und Praxis vermittelt werden.Der bakterielle Abbau von Gallensäuren (oberflächenaktive Steroidverbindungen) und von SDS (anionisches Tensid aus Hygieneartikeln) sind Forschungsprojekte unserer Arbeitsgruppe, zu denen in diesem Modul verschiedene Experimente angeboten werden.

Vorlesung: Vertiefte Grundlagen des Stoffwechsels; Strategien zur Aufklärung von Stoffwechselwegen, biotechnologische Nutzung des Abbaus und der Transformation toxischer Verbindungen; Bakterielle Resistnezmechanismen (z.B. Effluxpumpen); Zellaggregation und Biofilmbildung;

Praktikum: Multifaktorielle Analyse des bakteriellen Abbaus von Tensiden auf physiologischer, (bio)chemischer und genetischer Ebene; Analyse der bakteriellen Biofilmbildung
Seminar: Vertiefung der Inhalte von Vorlesung und Praktikum durch Seminarvorträge über Originalarbeiten
Methoden/Methods Aerobe und anaerobe Kultivierung von Bakterien; Zellsuspensionsexperimente (z.B. versch. Methoden der Lebendzellzählung); chemische Analyse von Metaboliten über UV-Spektroskopie, HPLC (u.a. Optimierung von HPLC-Methoden zur Auftrennung von Substanzen) und Massenspektrometrie; enzymatische Messungen mit Zellextrakten; Anzucht und Quantifizierung von bakteriellen Biofilmen über verschiedene Methoden (u.a. Fluoreszenz)
Berufsrelevante und interdisziplinäre Komponenten/Occupational and interdisciplinary skills
Voraussetzung für/Prerequisite for
Präsenzpflicht/Compulsory presence ja/yes
Plätze/Number of participants 10 (mindestens 3 TN)
Gruppengröße/Group size
Materialien/Materials Material zur Vorlesung ist im LEARNWEB abrufbar. Material zum Praktikum wird gestellt.
Literatur/Literature Georg Fuchs (Hrsg.): Allgemeine Mikrobiologie, begründet von Hans-Günter Schlegel, 9. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York 2014.
Michael T. Madigan, John M. Martinko, David Stahl, David P. Clark: Brock – Biology of Microorganisms, 13. Auflage. Pearson, Boston 2012.
Larry Snyder, Wendy Champness: Molecular Genetics of Bacteria, 3. Auflage. ASM Press.
Garabed Antranikian (Hrsg.): Angewandte Mikrobiologie, 1. Auflage. Springer, Berlin Heidelberg, 2006.
Links
Sonstiges/Further information

Modulelemente:

Elemente of the module:
Titel/Title Zeit (von...bis)/Time (from...to) Ort(Raum)/Location
Übungen/Practical exercises s. Inhalte 23.05.-24.06.2022 MB 122
Vorlesung/Lecture s. Inhalte modulbegleitend MB 039
Seminare/Semeinars s. Inhalte modulbegleitend MB 039
Exkursionen/Excursions
Legende: / Legend:

= Modul gehört zum SPP Imoplant / Module is part of the SSP Imoplant
= Modul gehört zum SPP Evolution /Module is part of the SSP Evolution
= Modul gehört zum SPP Bioanalytics /Module is part of the SSP Bioanalytics
= Modul gehört zum SPP Neuroscience and Behaviour /Module is part of the SSP Neuroscience and Behaviour
= Modul gehört zum SPP Quantitative Cell Biology /Module is part of the SSP Quantitative Cell Biology