Eisenoxidierer

drei Bioreaktoren

Seit einigen Jahren beschäftigen wir uns mit eisenoxidierenden Bakterien, die für die biologische Laugung und für die Aufbereitung von sauren Minenwässern von Bedeutung sind. Dabei hat sich die biologische Laugung inzwischen als eigenes Themenfeld mit vielseitigen Forschungsthemen in unserer Arbeitsgruppe entwickelt.

Vor einigen Jahren gelang unserer Arbeitsgruppe die Anreicherung und Isolation von neuartigen Bakterien der Gattung „Ferrovum“, die aus dem Anlagenwasser der Pilotanlage Tzschelln zur Aufbereitung von sauren Grubenwässern des Braunkohletagebaus Nochten stammen (Heinzel et al. 2008a,b; Hedrich et al. 2012; Tischler et al. 2013; Tischler et al. 2014). Die Genome der „Ferrovum“-Vertreter JA12, PN-J185 und Z-31 wurden erfolgreich sequenziert (Ullrich et al. 2016a,b). Durch die Analyse und den Vergleich ihrer Genomsequenzen gelangen tiefe Einblicke in ihr Stoffwechselpotential und Strategien, um den harschen Bedingungen im sauren Minenwasser zu trotzen. Daneben haben wir ein erstes Verständnis über die metabolische Vielfalt innerhalb der Gattung „Ferrovum“ gewonnen und haben erste Hinweise identifizieren können, wie sich diese Vielfalt herausgebildet hat. Eine Transkriptomanalyse des „Ferrovum“-Vertreters JA12 unterstützt die so vorhersagten Stoffwechselwege zur Eisenoxidation und zum Umgang mit oxidativem Stress (Ullrich et al. 2017). Neben Genom- und Transkriptomanalysen gelang auch die teilweise Rekonstruktion des Genoms eines Sideroxydans-Vertreters aus der Pilotanalage Tzschelln anhand von Metagenomdaten (Mühling et al. 2016).

Mitarbeiter

Dr. Stefan KaschabekWiss. Mitarbeiter
Beate ErlerTechn. Mitarbeiterin
Juliane HeimTechn. Mitarbeiterin
Dr. Sophie Ullrich (geb. Mosler)Promotion, Wiss. Mitarbeiterin seit 12/2011
Ehemalige Mitarbeiter
M.Sc. Rawa Jwair JafferDoktorandin 2011-2021
Dr. Martin MühlingWiss. Mitarbeiter 2009-2017
Dr. Jana SeifertPromotion, Wiss. Mitarbeiterin 2005-2009
Dr. Judith Tischler (geb. Kipry)Promotion, Wiss. Mitarbeiterin 2009-2018
Dr. Claudia WiacekWiss. Mitarbeiterin 2008-2012

 

Laufende Forschungsprojekte

  • Biochemische und elektrochemische Charakterisierung von Redoxproteinkandidaten der Eisenoxidation im acidophilen Eisenoxidierer "Ferrovum" sp. PN-J47-F6
    DFG, 07/2020-06/2023, Projektleiterin: Dr. Ullrich

 

 

Abgeschlossene Forschungsprojekte

ESF/SAB, 07/2012-12/2014, Projektleiter: Prof. Schlömann, Dr. Tischler, Dr. Mühling

 

  • Verbundprojekt: CO2BioPerm - Einfluss biogeochemischer CO2-Transformprozesse auf das langzeitliche Permeabilitätsverhalten von Speicher- und Deckgesteinen sowie Bohrlochzementen

    BMBF-Geotechnologien, 09/2011-12/2014, Projektleiter: Prof. Schlömann, Dr. Mühling, Dr. Hoth (Fak.3)

  • Verbundprojekt: BRUNNTEC - Entwicklung und Erprobung einer Technologie für die automat. Erkennung von Ablagerungsprozessen in Trinkwasserbrunnen zur nachhaltigen Brunnenbewirtschaftung
    BMBF-Geotechnologien, 03/2012-08/2014, Projektleiter: Dr. Mühling
  • Verbundprojekt: MO_SURFTRAP_2 - Mikrobiologische Untersuchungen zum Biomineralisierungsprozess von Schwertmannit BMBF-Geotechnologien, 09/2011-02/2012, Projektleiter: Prof. Schlömann, Dr. Wiacek
  • Verbundprojekt: SURFTRAP - Mikrobiologische Untersuchungen zum Biomineralisierungsprozess von Schwertmannit BMBF-Geotechnologien, 07/2008-07/2011, Projektleiter: Prof. Schlömann, Dr. Wiacek
  • Verbundprojekt: EHS - Biotechnologische Gewinnung von Eisenhydroxysulfaten aus der Bergbauwasserbehandlung und deren Verwertung als Roh- und Grundstoff, TP1: Mikrobiologische Lebensgemeinschaften BMBF, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 05/2005-12/2007, Projektleiter: Prof. Schlömann

 

 

Abschlussarbeiten / Absolventen

  • Neumann, Daniel (Bachelorarbeit Gök): Charakterisierung von Biofilmen eisenoxidierender Bakterien in Grubenbauen des Freiberger Reviers. / Characterization of Biofilms Containing Iron Oxidizing Bacteria in Underground Mining Sites of the Mining District of Freiberg. (24.01.2018, Betreuer: Dr. Haferburg)
  • Geisler, Veronika (Bachelorarbeit Gök): Untersuchungen zur Elektrokultivierung eisenoxidierender Bakterien. / Studies on the Electrocultivation of Iron-Oxidizing Bacteria. (07.07.2017, Betreuer: Dr. Kaschabek)
  • Ullrich, Sophie (Promotion): Charakterisierung von neuartigen eisenoxidierenden Bakterien der Gattung "Ferrovum" auf Genom- und Transkriptomebene. (30.05.2016)
  • Vogel, Simone (Bachelorarbeit Gök): Kultivierung, Isolierung und Identifizierung acidophiler Eisenoxidierer. / Cultivation, Isolation and Identification of Acidophilic Iron Oxidizers. (18.03.2016, Betreuer: Dr. Kaschabek)
  • Voitel, Matthias (Bachelorarbeit Nat): Phylogenetische und (meta)genomische Charakterisierung einer mikroaerophilen Anreicherungskultur in APPW-Medium (pH 3,5). / Phylogenetic and (Meta)genomic Characterisation of a Microaerophilic Enrichment Culture in APPW Medium (pH 3,5). (10.12.2015, Betreuer: Dr. Mühling)
  • Uhle, Sophy (Bachelorarbeit Nat): Entwicklung eines Western Blot-basierten Nachweissystems für das Enzym Urease aus dem acidophilen Eisenoxidierer „Ferrovum“ sp. JA12. / Development of a Western Blot-Based Detection System for the Enzyme Urease from the Acidophilic Iron Oxidizer „Ferrovum“ sp. JA12. (27.11.2014, Betreuer: Dr. Mühling)
  • Nebrich, Diana (Bachelorarbeit Nat): Charakterisierung eines Urease codierenden Genclusters in Eisen oxidierenden Bakterien. / Characterization of an Urease Encoding Gencluster in Iron Oxidizing Bacteria. (12.12.2013, Betreuer: Dr. Mühling)
  • Drechsel, Anna (Masterarbeit Gök): Untersuchung der Stickstofffixierung bei "Ferrovum" spp. / Investigation of Nitrogen Fixation in "Ferrovum" spp. (26.08.2013)
  • Tominski, Claudia (Masterarbeit Nat): Real-time-PCR-basierte Untersuchungen zu Kultivierungsbedingungen von "Ferrovum" - Stämmen in Gegenwart von Acidiphilium sp.. (12.07.2013)
  • Tischler, Judith (Promotion): Cultivation of Iron-oxidizing Bacteria Regarding their Potential to Remediate Acid Mine Waters and their Contribution to Ferric Mineral Formation. (05.07.2013)
  • Pissoke, Alexandra (Bachelorarbeit Nat): Untersuchungen zum Wachstum von azidophilen Eisen-oxidierenden Mikroorganismen auf verschiedenen Festmedien mit Fokus auf der Kultivierung von Ferrovum myxofaciens. / Studies on the growth behaviour of acidophilic iron oxidising microorganisms on various types of solidified media with the aim to cultivate Ferrovum myxofaciens. (28.03.2013, Betreuer: Dr. Mühling)
  • Keller, Andreas (MNat): Proteomic investigation of an acidophilic mixed culture of 'Ferrovum' and Acidiphilium under phosphate limitation. (22.01.2013, Betreuerin: Dr. Seifert, Helmnoltz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig)
  • Gelhaar, Nadja (Diplomarbeit Nat): Untersuchungen zu Kultivierungsbedingungen zur Isolierung von "Ferrovum" spp. (03.12.2012)
  • Irmscher, Carolin (Bachelorarbeit Nat): Physiologische Charakterisierung eines eisenoxidierenden Isolates. (29.11.2012, Betreuerin: Dr. Wiacek)
  • Schober, Philipp (Bachelorarbeit Gök): Kultivierung Eisen oxidierender Bakterien mit Hilfe modifizierter Festmedien. (06.10.2011, Betreuer: Dr. Kaschabek)
  • Drechsel, Anna (Bachelorarbeit Gök): Einfluss verschiedener fester Medien und Gasatmosphären auf die Isolierung acidophiler Eisen oxidierender Bakterien. (14.10.2010)
  • Human, Christin (Studienarbeit Nat): Analyse von Wachstumsparametern acidophiler eisenoxidierender Bakterien. (05.10.2010, Betreuer: Dr. Wiacek)
  • Röhrig, Katharina (Studienarbeit Nat): Bakterielle Diversität einer Pilotanlage zur mikrobiellen Eisenoxidation. (01.10.2010)

 

 

Publikationen

  • Schopf S, Ullrich SR, Heine T, Schlömann M (2017): Draft genome of the heterotrophic iron-oxidizing bacterium "Acidibacillus ferroxidans" Huett2, isolated from a mine drainage ditch in Freiberg, Germany. Genome Announcements 5(19): art. no. e00323-17. (DOI: 10.1128/genomeA.00323-17)
  • Scholtissek A, Ullrich SR, Mühling M, Schlömann M, Paul CE, Tischler D (2017): A thermophilic-like ene-reductase originating from an acidophilic iron oxidizer. Applied Microbiology and Biotechnology 101(2): 609-619. (DOI: 10.1007/s00253-016-7782-3)
  • Ullrich SR, González C, Poehlein A, Tischler JS, Daniel R, Schlömann M, Holmes DS, Mühling M (2016): Gene loss and horizontal gene transfer contributed to the genome evolution of the extreme acidophile "ferrovum". Frontiers in Microbiology 7(MAY): art. no. 797. (DOI: 10.3389/fmicb.2016.00797)
  • Ullrich SR, Poehlein A, Tischler JS, González C, Ossandon FJ, Daniel R, Holmes DS, Schlömann M, Mühling M (2016): Genome Analysis of the Biotechnologically Relevant Acidophilic Iron Oxidising Strain JA12 Indicates Phylogenetic and Metabolic Diversity within the Novel Genus "Ferrovum". PloS one 11(1): e0146832. (DOI: 10.1371/journal.pone.0146832)
  • Ullrich SR, Poehlein A, Voget S, Hoppert M, Daniel R, Leimbach A, Tischler JS, Schlömann M, Mühling M (2015): Permanent draft genome sequence of Acidiphilium sp. JA12-A1. Standards in Genomic Sciences 10(AUGUST2015): art. no. 56, 10 p. (DOI: 10.1186/s40793-015-0040-y)
  • Heinzel E, Hedrich S, Janneck E, Glombitza F, Seifert J, Schlömann M (2009): Bacterial diversity in a mine water treatment plant. Applied and Environmental Microbiology 75(3): 858-861. (DOI: 10.1128/AEM.01045-08)

 

 

Zum Seitenanfang