#Mikroorganismen & Pilze #2017 – 2020
AntiRes (Teilprojekt)
Erforschung einer Quelle multiresistenter Bakterien – Antibiotikaresistenz im Boden und seine Verknüpfung mit unterschiedlichen Landnutzungstypen und -intensitäten
Humanpathogene Bakterien, die Resistenzen gegen mehrere Antibiotikaklassen aufweisen, stellen ein Risiko für die öffentliche Gesundheit dar und werden als eine der größten globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts betrachtet. Einige der Resistenzgene dieser Bakterien wurden im Boden, der ein großes Reservoir von Antibiotikaresistenzen darstellt, aufgespürt und könnten z.B. über das Grundwasser oder Wildtiere verbreitet werden. In diesem Projekt soll die Dynamik des Antibiotikaresistenzpools im Boden entlang eines breiten Spektrums von Landnutzungstypen und -intensitäten innerhalb der drei Biodiversitäts-Exploratorien untersucht werden.
- Abschätzung von Landnutzungseffekten auf die Abundanz von Antibiotikaresistenzgenen.
- Identifizierung landnutzungsbedingter Veränderungen von Gemeinschaftsprofilen antibiotikaresistenter Bodenbakterien.
- Erfassung von landnutzungsinduzierten Variationen des Vorkommens von Plasmiden, die potentiell die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen ermöglichen.
- Aufdeckung von Veränderungen bzgl. der Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen und -mechanismen zwischen unterschiedlichen Landnutzungsintensitäten.
- Intensive Landnutzung im Grünland, einschließlich Ausbringung von organischem Dünger und Viehbeweidung, erhöht die Abundanz von Antibiotikaresistenzgenen im Boden.
- Wälder und Grünländer in allen Biodiversitäts-Exploratorien beherbergen Bakterien, die Resistenzen gegen mehrere Antibiotikaklassen aufweisen, aber die Abundanz und Diversität dieser Mikroorganismen zeigt landnutzungsspezifische Veränderungen.
- Die Abundanz von IncP-1 Plasmiden (tragen zur Verbreitung von Antibiotikaresistenzen bei) im Grünlandboden ist positiv mit dem Landnutzungindex (LUI) korreliert.
- Die Diversität von Genen, die Resistenz gegen Veterinärantibiotika vermitteln, ist höher in landwirtschaftlich intensiv gegenüber gering genutzten Grünländern.
Um eine robuste Abschätzung von Landnutzungseffekten auf die Abundanz von Antibiotikaresistenzgenen zu erlangen, wird Boden-DNA von allen Grünland-EP Und Wald-VIP Plots mittels quantitativer Echtzeit-PCR analysiert. Landnutzungsinduzierte Veränderungen von Gemeinschaftsprofilen antibiotikaresistenter Bodenbakterien werden innerhalb eines Mikrokosmenexperimentes aufgedeckt. Dieses Experiment schließt die Quantifizierung und Erfassung der zeitlichen Dynamik bakterieller Gemeinschaften ein. Die Gesamtdiversität Antibiotikaresistenz-vermittelnder zirkulärer Plasmide wird unter Verwendung einer „long-read“- Sequenzierungstechnologie abgeschätzt.
Außerdem wird eine funktions-basierte Durchmusterung von zuvor konstruierten Bodenmetagenombanken vorgenommen. Dadurch werden Unterschiede der Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen und -mechanismen zwischen analysierten Landnutzungsintensitäten enthüllt.
Willms I. M., Grote M., Kocatürk M., Singhoff L., Kraft A. A., Bolz S. H., Nacke H. (2021): Novel Soil-Derived Beta-Lactam, Chloramphenicol, Fosfomycin and Trimethoprim Resistance Genes Revealed by Functional Metagenomics. Antibiotics 10 (4), 378. doi: 10.3390/antibiotics10040378
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doi.org
Willms I. M., Bolz S. H., Yuan J., Krafft L., Schneider D., Schöning I., Schrumpf M., Nacke H. (2021): The ubiquitous soil verrucomicrobial clade “Candidatus Udaeobacter” shows preferences for acidic pH. Environmental Microbiology Reports 13 (6), 878-883. doi: 10.1111/1758-2229.13006
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doi.org
Die weltweit verbreiteten Bodenbakterien der Gruppe Candidatus Udaeobacter profitieren von der Freisetzung von Antibiotika
Willms I. M., Rudolph A. Y., Göschel I., Bolz S. H., Schneider D., Penone C., Poehlein A., Schöning I., Nacke H. (2020): Globally Abundant “Candidatus Udaeobacter” Benefits from Release of Antibiotics in Soil and Potentially Performs Trace Gas Scavenging. mSphere 5: e00186-20. doi: 10.1128/mSphere.00186-20
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doi.org
Verbreitung von medizinisch relevanten Antibiotikaresistenzgenen und mobilen genetischen Elementen in Wald- und Grünlandböden
Willms I. M., Yuan J., Penone C., Goldmann K., Vogt J., Wubet T., Schöning I., Schrumpf M., Buscot F., Nacke H. (2020): Distribution of Medically Relevant Antibiotic Resistance Genes and Mobile Genetic Elements in Soils of Temperate Forests and Grasslands Varying in Land Use. Genes 11 (2), 150. doi: 10.3390/genes11020150
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doi.org
Assessment of antibiotic resistance in soil and its link to different land use types and intensities
Bewertung von Antibiotikaresistenz im Boden und dessen Zusammenhang mit verschiedenen Landnutzungstypen und -intensitäten
Willms I. M. (2020): Assessment of antibiotic resistance in soil and its link to different land use types and intensities. Dissertation, University Göttingen
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hdl.handle.net
Exploration of the multi-resistant Candidatus Udaeobacter and antibiotic resistance determinants across soils varying in land use history
Bolz S. H. (2020): Exploration of the multi-resistant Candidatus Udaeobacter and antibiotic resistance determinants across soils varying in land use history. Master thesis, University Göttingen
Entdeckung neuer Antibiotikaresistenzgene in Bodenmetagenomen aus Wald und Grünland
Willms I. M., Kamran A., Aßmann N. F., Krone D., Bolz S. H., Fiedler F., Nacke N. (2019): Discovery of novel antibiotic resistance determinants in forest and grassland soil metagenomes. Frontiers in Microbiology 10:460. doi: 10.3389/fmicb.2019.00460
Mehr Informationen:
doi.org
Antibiotic resistance gene abundance in soils varying in land-use and genome-based analysis of multi-resistant Candidatus Udaeobacter
Antibiotikaresistenzegenabundanz in Böden unterschiedlicher Landnutzung und genombasierte Analyse des multi-resistenten Candidatus Udaeobacter
Yuan J. (2019): Antibiotic resistance gene abundance in soils varying in land-use and genome-based analysis of multi-resistant Candidatus Udaeobacter. Master thesis, University Göttingen
Analyse von Antibiotikaresistenz-vermittelnden Genen und Genprodukten mikrobieller Gemeinschaften des Bodens
Kocatürk M. (2019): Analyse von Antibiotikaresistenz-vermittelnden Genen und Genprodukten mikrobieller Gemeinschaften des Bodens. Bachelor thesis, University Göttingen
Markergen-basierte Analyse von potentiell multiresistenten Vertretern der Chthoniobacterales in Bodenproben der Biodiversitäts-Exploratorien
Krafft L. (2019): Markergen-basierte Analyse von potentiell multiresistenten Vertretern der Chthoniobacterales in Bodenproben der Biodiversitäts-Exploratorien. Bachelor thesis, University Göttingen
Analyse bakterieller Gemeinschaften des Bodens nach Antibiotikabehandlung und Isolierung von potentiell multiresistenten Vertretern der Chthoniobacterales
Analysis of bacterial soil communities after antibiotic treatment and isolation of potentially multiresistant Chthoniobacterales represantatives
Göschel I. (2018): Analyse bakterieller Gemeinschaften des Bodens
nach Antibiotikabehandlung und
Isolierung von potentiell multiresistenten
Vertretern der Chthoniobacterales. Bachelor thesis, University Göttingen
Identification and characterization of antibiotic resistance genes derived from soil metagenomes
Identifizierung und Charakterisierung von Antibiotikaresistenzgenen in Bodenmetagenomen
Aßmann N.F. (2018): Identification and characterization of antibiotic resistance genes derived from soil metagenomes. Bachelor thesis, University Göttingen
Identification of novel antibiotic resistance genes in soils representing different land use types
Identifizierung von neuen Antibiotikaresistenzgenen in Böden unterschiedlicher Landnutzungstypen
Krone D. (2017): Identification of novel antibiotic resistance genes in soils representing different land use types. Bachelor thesis, University Göttingen
The effect of antibiotic treatment on bacterial communities in soils with different land use history
Die Auswirkungen von Antibiotikabehandlung auf die bakterielle Gemeinschaft in Böden mit unterschiedlicher Landnutzungshistorie
Rudolph A. (2017): The effect of antibiotic treatment on bacterial communities in soils with different land use history. Bachelor thesis, University Göttingen
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
