DFG project G:(GEPRIS)573622698

Untersuchungen zum minimalen oralen Mikrobiom (MinOroBiome)

CoordinatorProfessor Dr. Fabian Cieplik ; Professor Dr. Johannes Hertel
Grant period2026 -
Funding bodyDeutsche Forschungsgemeinschaft
 DFG
IdentifierG:(GEPRIS)573622698

Note: Ungefähr 700 Taxa sind an die Besiedlung der Oberflächen harter und weicher Gewebe in der menschlichen Mundhöhle angepasst. Nach Entfernung von Biofilmen werden die Zahnoberflächen innerhalb von Minuten wieder besiedelt. Diese Besiedlung führt innerhalb von wenigen Stunden zu reifen oralen Biofilmen. In dieser Phase stellt Speichel die entscheidende Nährstoffquelle für das Wachstum adhärenter Mikroorganismen dar. Einzelne Spezies können im Speichel nicht effektiv wachsen; vielmehr sind Interaktionen zwischen den oralen Spezies für ein effizientes Wachstum unerlässlich. Daher sind Labormodelle notwendig, um die Prozesse der Biofilmbildung im Speichel zu verstehen. Derzeit gibt es jedoch kaum Modelle, die Biofilme nur aus Speichel als einziger Nährstoffquelle in vitro kultivieren. Das liegt an der Schwierigkeit, mikrobielle Gemeinschaften zu identifizieren, die mit Speichel als einziger Nährstoffquelle wachsen können. Dieses Projekt wird Mikrobiom-, Metagenom-, Metatranskriptom- und Metabolomanalysen mit Bioinformatik und statistischen Modellierungen kombinieren, um mikrobielle Gemeinschaften, die nur mit Speichel wachsen können, zu charakterisieren. Ziel ist es, standardisierte, klinisch relevante Modelle zu entwickeln, die in Zukunft zur Erforschung von Biofilmwachstum, Resilienz und Übergängen zu oralen Erkrankungen verwendet werden können. Wir werden einen Top-down-Ansatz verfolgen, der mit der Gesamtheit der Speichelbakterien beginnt, um experimentell die wichtigsten Taxa zu ermitteln, die in einem minimalen oralen Mikrobiom enthalten sein müssen. Die Auswahl der Gemeinschaften erfolgt anhand 16S rRNA-Amplikon-Sequenzierung in mit Speichel kultivierten Batchkultur-Modellen, woraufhin die Gemeinschaften in ein Biofilm-Modell übertragen werden, das den natürlichen Speichelfluss nachahmt. Diese Auswahl der Gemeinschaften wird durch kulturbasierte Techniken ergänzt. Die daraus resultierenden minimalen mikrobiellen Gemeinschaften werden mit Hilfe von Multi-omics analysiert, um das Mikrobiom, das Metatranskriptom und das Metabolom eingehend zu charakterisieren, mit dem Ziel, die Schlüsselfunktionen dieser mikrobiellen Gemeinschaften aufzuklären. Die Daten aus den Labormodellen dienen der Entwicklung und Verfeinerung von Stoffwechselmodellen, die für die computationale Modellierung der Interaktionen in mikrobiellen Gemeinschaften verwendet werden. Dies wird Einblicke in die allgemeinen Stoffwechselkapazitäten minimaler oraler Mikrobiome geben und bei Bedarf eine iterative Entwicklung dieser Mikrobiome ermöglichen. Die statistische Modellierung wird auch Aufschluss über die potenzielle Widerstandsfähigkeit minimaler oraler Mikrobiome gegenüber dem Eindringen neuer Arten geben. Durch dieses Projekt werden neue Modellsysteme zur Biofilmentwicklung und für die Transition zu oralen Erkrankungen entwickelt werden. So kann ein neues Verständnis der wichtigsten metabolischen Interaktionen oraler mikrobieller Gemeinschaften geschaffen werden.
   

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 Record created 2026-02-24, last modified 2026-02-24
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