Geomikrobiologielabor

Das Geomikrobiologie-Labor am Institut für Erd- und Umweltwissenschaften ist auf die Quantifizierung mikrobieller Stoffwechselströme und Redox-Dynamiken in Umweltproben wie Sedimenten, Böden und Gesteinen spezialisiert. Ein methodischer Eckpfeiler ist die DNA-Stable-Isotope-Probing (DNA-SIP), mit der Forscher aktive Mikroorganismen identifizieren können, indem sie die Einbindung stabiler Isotope in ihr genetisches Material verfolgen. In Kombination mit Dichtegradienten-Ultrazentrifugation und quantitativer PCR ermöglicht dies die präzise Bestimmung der mikrobiellen Häufigkeit und funktionellen Aktivität.

Zur Analyse metabolischer Prozesse verfügt die Einrichtung über spezielle RNA-Reinraumhauben für die Transkriptomik und fortschrittliche GC-MS-Systeme zur Messung der Gaskonzentrationen von Wasserstoff, Methan und Kohlendioxid, einschließlich ihrer Isotopensignaturen. Die Infrastruktur unterstützt auch anaerobe Anreicherung und Kultivierung zur Simulation spezifischer Umgebungen, wie z. B. eisenhaltige analoge Ozeane. Ergänzt wird dies durch faseroptische Sauerstoffmessung und UV/VIS-Spektrophotometrie zur Echtzeitüberwachung der mikrobiellen Atmung und des Redoxstatus. Somit bietet das Labor eine umfassende Analysepipeline von der Molekularbiologie bis zur quantitativen Bewertung biogeochemischer Kreisläufe.

Anaerobe Kammer zur Anreicherung und Kultivierung anaerober Mikroorganismen und frühe Experimente mit eisenhaltigen Analoga der Erde im Ozean.

Ein Dichtegradienten-Fraktionierungssystem (linke Seite) für DNA-Stabilisotopen-Sondierungsversuche und eine Ultrazentrifuge (rechte Seite) zur Erzeugung von Dichtegradienten, um stabilisotopenmarkierte DNA zu trennen.

Gaschromatograph-Massenspektrometer-Anordnung zur Messung der Gase H2, CO2, CH4 und zur Herstellung von 13CO2, 13CH4 und 15N2 aus Stabilisotopenmarkierungsexperimenten.

Spezielle Reinraumhauben für die Extraktion von RNA und die Herstellung von cDNA, frei von externen DNA-Verunreinigungen.

DNA-Stabilisotopenuntersuchung

Zimmer: D U113
Ansprechpartner: Bill Orsi
Beschreibung: Ein Dichtegradienten-Fraktionierungssystem (linke Seite des Fotos oben) für DNA-Stabilisotopen-Sondierungsexperimente.

Dichtegradientenzentrifugation

Zimmer: D U113
Ansprechpartner: Bill Orsi
Beschreibung: Optima Max TL Ultrazentrifuge (rechts im Bild oben) zur Erzeugung von Dichtegradienten zur Trennung von mit stabilen Isotopen markierter DNA.

Quantitative PCR

Zimmer: A 014
Ansprechpartner: Bill Orsi
Gerät: CFX Connect Echtzeit-PCR-Detektionssystem
Beschreibung: Quantifizierung von Genkopien aus mikrobiellen Gemeinschaften als Maß für die mikrobielle Häufigkeit in Umweltproben (Sediment, Boden, Wasser und Gestein)

Transkriptomik

Zimmer: A 014
Ansprechpartner: Bill Orsi
Beschreibung: Spezielle RNA-Reinraumhauben für die Extraktion von RNA und die Herstellung von cDNA, frei von externen DNA-Verunreinigungen. Zusätzliche Geräte für die Probenlyse vor der Transkriptomvorbereitung, darunter der FastPrep 5G-Homogenisator, sind verfügbar.

Spektralphotometer

Room: A 014
Contact person: Bill Orsi
Device: GENESYS™ 40/50 VIS- und
UV/VIS-Spektralphotometer.
Description: Measuring the growth of microbial cultures over time, as well as measuring dissolved
iron (Fe2+) concentrations using the ferrozine assay.

Glasfaser-O2-Messungen

Zimmer: A 014
Ansprechpartner: Bill Orsi
Gerät: Fibox-4 (von PreSens)
Beschreibung: Messung von O2 in Flüssigkeits- und Gasproben als Maß für die mikrobielle Atmung und den Redoxstatus in Umweltproben und Experimenten.

MilliQ-Wasseraufbereiter

Room: A 014
Contact person: Bill Orsi
Description: Producing purified water that is filtered through a charcoal filter, 0.2 µm membrane, and disinfected using UV. The purified water is used for DNA and RNA extractions, enzymatic assays, media preparation, and all molecular microbiology work.

Gaschromatographie – Massenspektrometrie

Zimmer: D U113
Ansprechpartner: Bill Orsi
Beschreibung: Gaschromatograph – Massenspektrometer-Aufbau (GCMS-QP2020 NX, Shimadzu) ist mit einem Headspace-Probenehmer und einem Autosampler verbunden, um die Gase H2, CO2 und CH4 zu messen. Das Gerät ist auch für die Messung der Produktion von 13CO2, 13CH4 und 15N2 aus Stabilisotopenmarkierungsexperimenten eingerichtet. Ein interner Split ermöglicht
zur Vorabtrennung von korrosivem H2S, wodurch Messungen an sulfidischen Proben möglich sind.