Forschende entwickeln eine neue  Variante des besonders schnell wachsenden
Bakteriums Vibrio natriegens

Vibrio natriegens, das Bakterium mit der höchsten bisher bekannten
Teilungsrate, verteilt sein Erbgut auf zwei Chromosomen. Ist das der Grund
für sein schnelles Wachstum? Nein, sagen Forscherinnen und Forscher des
Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie und des Zentrums für
Synthetische Mikrobiologie der Philipps-Universität Marburg. Sie haben mit
Hilfe der Synthetischen Biologie einen neuen Stamm mit nur einem Chromosom
entwickelt. Er könnte in Zukunft Forschung und Anwendung vereinfachen und
ist dabei genauso schnell.

Wer schnell ist, ist im Vorteil - das gilt auch für die Vermehrung von
Zellen. Hier ist die Vervielfältigung der DNA ein
geschwindigkeitsbestimmender Schritt. Deshalb haben manche Bakterien
Tricks entwickelt, um diesen Prozess zu beschleunigen. In der Regel
kopieren Bakterien ihre Chromosomen von einem einzigen Startpunkt aus (dem
sogenannten Replikationsursprung) in zwei Richtungen, mit einer
Kopiergeschwindigkeit von etwa 1000 DNA-Bausteinen pro Sekunde. E. coli,
das bekannte Arbeitstier der Mikrobiologie, lässt seine Replikationszyklen
außerdem noch überlappen. Das spart mehr als die Hälfte der Zeit, weil
Tochterzellen mit bereits kopierten Chromosomen entstehen. So kommt das
Bakterium auf eine Verdopplungszeit von 20 Minuten.

Doch einer ist noch viel schneller: Vibrio natriegens heißt das Bakterium
mit der bisher schnellsten bekannten Wachstumsrate. Es kann sich in
weniger als 10 Minuten verdoppeln. Die kurze Verdopplungszeit macht Vibrio
natriegens nicht nur zu einem Kandidaten für biotechnologische
Anwendungen, sondern auch als Modell für die Grundlagenforschung
interessant.

Das Bakterium hat einige besondere Eigenschaften. Es liebt hohe
Salzkonzentrationen und lebt unter anderem in Küstengebieten. Im Gegensatz
zu E. coli hat Vibrio natriegens sein Genom auf zwei Chromosomen
aufgeteilt. Diese Eigenschaft teilt es mit seinem Verwandten Vibrio
cholerae, der als Erreger der Cholera bekannt ist und sich ebenfalls sehr
schnell vermehren kann - Vibrio natriegens aber ist fast doppelt so
schnell.

Ist nun die Zweiteilung des Chromosoms der Trick, mit dem Vibrio seine
Verdoppelung beschleunigt? Diese Frage hatten Forscherinnen und Forscher
bereits bei Vibrio cholerae untersucht. Dort hatte die künstliche
Verschmelzung der beiden Chromosomen tatsächlich zu einer Verlängerung der
Verdopplungszeit geführt.

Die Gruppen von Daniel Schindler und Anke Becker nutzen Methoden der
Synthetischen Biologie, um Prozesse in Mikroorganismen zu untersuchen.
Indem sie vorhandene Gene neu anordnen, können sie Funktionen und Prozesse
gezielt und kontrolliert untersuchen. „Wir wollten wissen: Ist die
gleichzeitige Replikation von zwei Chromosomen bei Vibrio natriegens die
Voraussetzung für seine Schnelligkeit?“ sagt Lea Ramming, die diese
Fragestellung in ihrer Masterarbeit untersuchte. Mithilfe
molekularbiologischer Techniken, Mikroskopie und umfangreicher Analytik
entwickelten und charakterisierten die Forschenden einen neuen Stamm mit
nur einem Chromosom. „Wir haben die Chromosomenarchitektur des Bakteriums
so umgestaltet, dass die gesamte Replikation von einem einzigen Ursprung
ausgeht“, sagt Daniel Stukenberg, Erstautor mit Lea Ramming, der das
Projekt im Rahmen seiner Doktorarbeit bearbeitet hat.

Aufgrund früherer Arbeiten erwarteten die Forschenden eine längere
Verdopplungszeit. Das überraschende Ergebnis: Trotz der Fusion war der
Stamm genauso schnell wie der natürliche V. natriegens-Stamm. Dies deutet
darauf hin, dass das geteilte Genom keine Voraussetzung für schnelles
Wachstum ist.

Der neue Stamm kann nun als Ausgangspunkt für biotechnologische
Anwendungen dienen, aber auch als Modell für die Grundlagenforschung zur
Chromosomenbiologie schnell wachsender Bakterien. Darüber hinaus könnte V.
natriegens ein alternatives Modellsystem zu Vibrio cholerae sein, dem
derzeit am besten untersuchten Modellorganismus für zweiteilige
mikrobielle Genome. Denn hier könnte die Chromosomenbiologie ohne
Infektionsrisiko untersucht werden.

Mit den Methoden der synthetischen Biologie und der angewandten Forschung
könnten die Forschenden nun ein zusätzliches synthetisches Chromosom in
den Stamm einbauen. „Und schließlich könnte ein weiterer Vorteil darin
bestehen, dass der Organismus in Salzwasser kultiviert werden muss.
Dadurch kann Meerwasser als Medium verwendet werden, was die begrenzten
Süßwasserressourcen entlasten würde, insbesondere im Hinblick auf den
Klimawandel. Der Einsatz von V. natriegens in der biotechnologischen
Produktion kann diese somit potenziell nachhaltiger gestalten.
Insbesondere der Stamm mit den fusionierten Chromosomen könnte in Zukunft
eine hervorragende Expressionsplattform werden“, sagt Daniel Schindler.

Eintritt frei, Samstag, den 11. Mai 2024, 15:00-21:00

Das Ausstellungsprojekt "Power2Change: Mission Energiewende" und der Bunte
Bahnhof Cottbus laden am Samstag, den 11. Mai 2024, von 15 bis 21 Uhr zum
Wissenschaftsfestival „Watt volt ihr?“ ein. Diskutieren Sie im
“Energiewende Q&A” mit Wissenschaftler*innen über Innovationen aus dem
Energiewendebereich, nehmen Sie an einem der Workshops teil und erfahren
Sie im Ausstellerbereich mehr über den Strukturwandel der Lausitz.
Probieren Sie interaktive Exponate aus und reisen Sie z.B. mit einer VR-
Brille ins Jahr 2045 oder produzieren Sie selbst Wasserstoff. Genießen Sie
Live-Musik u.a. mit der Banda Comunale und kulinarische Köstlichkeiten.

Energiewende Q&A: Forscher*innen aus verschiedensten Bereichen der
Energiewende wie Wasserstoff, regenerative Kraftstoffe, Energienetz-
Modellierung oder CO2-Reduktion in Industrieanlagen stehen für Gespräche
zur Verfügung und geben Einblicke in die Herausforderungen und Chancen
einer klimaneutralen Zukunft.

Im Ausstellerbereich können sich Besucher*innen zum Beispiel über
Strukturwandelprojekte in der Lausitz informieren und mit Expert*innen in
den Dialog treten. Mit dabei sind u. a. das CreativeOpenLab der BTU, das
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR), Omas for Future
oder die Kunsthalle Lausitz. Zudem sind noch die AWO Makerkutsche mit 3D-
Druckern und Lasercuttern sowie das Energiemobil vor Ort.

Spannende Workshops laden zum Mitmachen ein: Von Lasergravur (TELUX
Weißwasser), Graffiti Workshop (Kunsthalle Lausitz), Musik Workshop mit
MIDI-Controllern (Lokallabor Plauen) oder Musikinstrumentenbau (Banda
Comunale) bis Powerriegel backen (Energiefabrik Knappenrode) ist für Jung
und Alt etwas dabei.

Auch ein musikalisches Unterhaltungsangebot wartet auf die Besucher*innen:
Die 15-köpfige Brass-Band Banda Comunale, u. a. ausgezeichnet mit dem
Sonderpreis der Staatsministerin für Kultur und Medien, sorgen ebenso wie
der sorbische Rapper Jkub, der HipHop und sorbischer Kultur verschmelzen
lässt für musikalische Höhepunkte. Auch DJs aus der Region spielen auf dem
Festival.

Das Körperfunkkollektiv lädt zu Audio-Spaziergängen ein, bei dem die
Teilnehmenden kollektiv in einer Art “Radioballet” verschiedene Aspekte
von Klimawandel bis zur Pommes-Produktion durchleben können.

Zudem gibt es polnische Spezialitäten, Flammkuchen, Blechkuchen und auch
sportliche Aktivitäten wie Tischtennis, Kicker und eine Hüpfburg.

Der Eintritt ist frei. Wir heißen alle Interessierten herzlich willkommen,
egal ob Jung oder Alt, ob Expert*in oder Neuling auf dem Gebiet der
Energiewende.

Folgende Wissenschaftler*innen stehen u.a. für Gespräche beim
Energiewende-Q&A bereit:

Andreas Bammes, Netzstabilität und Umrichtermodulation, Lehrstuhl für
Elektrische Energiesysteme, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-
Nürnberg,  Teil des Kopernikus-Projekts ENSURE
Harald Bürgmayr, Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT), Karlsruher
Institut für Technologie (KIT)
Dr. Benjamin Johnson, Wasserstoff und Wissenschaftsgeschichte, Max-Planck-
Institut für Wissenschaftsgeschichte
Prof. Dr. Tanja Kneiske, Modellierung von Energieversorgung, Integrierte
Energieinfrastrukturen, Fraunhofer IEG
Andreas Körner, Elektrochemische Energieumwandlung und Wasserstoff,
Forschungszentrum Jülich GmbH, Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für
erneuerbare Energien
Constanze Liepold, Energiewirtschaft und Energieeffizienz, Institute for
Future Energy Consumer Needs and Behaviour, RWTH Aachen, Teil des
Kopernikus-Projekts ENSURE.
Antonia Milbert, Regionalentwicklung, Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und
Raumforschung (BBSR)
Prof. Dr. Uwe Riedel, Minderung des CO2-Ausstoßes bei Industrieprozessen,
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Silvian Radke, Sicherheit in der Energieversorgung, Brandenburgisch
Technischen Universität Cottbus-Senftenberg
Max Schüttenhelm, Regenerative Kraftstoffe, Volkswagen AG in Kooperation
mit dem Institut für Automobiltechnik der TU Dresden
Dr. Diana Wenzke, Dekarbonisierungsstrategien für Industrieanlagen,
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Dr. Niklas Ziemann, Soziale Akzeptanz von Energie(-infrastrukturen),
Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Power2Change: Mission Energiewende: Ausstellung, Veranstaltungen und
Energiemobil
Die Veranstaltung ist Teil des Rahmenprogramms zur Ausstellung
“Power2Change: Mission Energiewende”, die aktuell in der Energiefabrik
Knappenrode zu sehen ist und im Rahmen des BMBF-geförderten
Verbundprojekts "Wissenschaftskommunikation Energiewende" entstanden ist.
Die Ausstellung beleuchtet den Weg in eine klimaneutrale Zukunft und
präsentiert Lösungsansätze für eine sichere und bezahlbare
Energieversorgung. Interaktive Medienstationen zeigen verschiedene Wege
auf, wie Industrie, Wirtschaft und Verkehr klimaneutral werden können. Die
Ausstellung kann vom 1. März 2024 bis 26. Mai 2024 besucht werden.

Informationen zur Ausstellung und Veranstaltungen:

www.power2change-energiewende.de
www.energiefabrik-knappenrode.de

Ein neuer Master-Studiengang an der Universität Trier bietet bei der Wahl
von Schwerpunkten enorme Flexibilität.

Wo in Deutschland könnte man Archäologie besser studieren als in Trier,
einst antike römische Metropole und älteste Stadt im Land? Zum
Wintersemester 2024/25 erweitert die Universität Trier ihr Angebot in
diesem Fach um den Master-Studiengang „Archäologische Wissenschaften“, der
in einer bundesweit kaum anzutreffenden Bandbreite Inhalte aus der
Klassischen Archäologie, der Provinzialrömischen Archäologie und der
Geoarchäologie bündelt. Studierende finden dank der intensiven Betreuung
durch die Lehrenden und des reichen antiken Erbes in Trier sowie der
fachbezogenen Museumslandschaft optimale Bedingungen vor.

„Archäologische Wissenschaften“ ermöglicht Studierenden maximale
Flexibilität. Sie können sich in dem viersemestrigen Master-Studium auf
einen der drei Bereiche spezialisieren, müssen aber nicht. Dies ist
insbesondere auch im Hinblick auf Berufsperspektiven, die im Masterstudium
stärker in den Fokus rücken, von enormem Vorteil. Im Bereich Klassische
Archäologie wird Wissen über Denkmäler und Methoden zur Erforschung des
Mittelmeerraumes von der späten Bronzezeit bis in die Spätantike
vermittelt. Im Schwerpunkt Provinzialrömische Archäologie vertiefen die
Studierenden Kenntnisse zur Erforschung der römischen Provinzen vom 2. Jh.
v. Chr. bis in die Spätantike. In der Geoarchäologie werden insbesondere
naturwissenschaftliche Methoden erlernt und angewendet. In das
vielschichtige Lehrangebot sind weitere altertums- und
naturwissenschaftliche Fächer eingebunden.

Ob mit oder ohne Spezialisierung – die Studierenden erwartet eine breite
fachliche Ausbildung mit einem hohen Praxisanteil, ein hervorragendes
Betreuungsverhältnis von Studierenden und Lehrenden sowie eine umfassende
Anleitung im Umgang mit modernster digitaler Technik. Damit werden die
Master-Studierenden bestens vorbereitet auf Tätigkeiten in der Forschung,
in der Denkmalpflege, auf Ausgrabungen, in Museen, aber auch im
Kulturmanagement, im Tourismus, in der Kulturpolitik, Presse- und
Öffentlichkeitsarbeit, Bibliotheks- und Verlagswesen oder der Jugend- und
Erwachsenenbildung.

Die Berufsorientierung wird darüber hinaus durch entsprechende Module im
Studienprogramm und durch das Netzwerk gefördert, das die Universität
Trier mit renommierten Museen und wissenschaftlichen Einrichtungen
unterhält. In deren und den universitätseigenen Sammlungen arbeiten die
Studierenden mit Originalfunden, sie können an Grabungen und Exkursionen
teilnehmen, Berufspraxis sammeln, Kontakte knüpfen und ihr Studium mit
Abschlussarbeiten erfolgreich abschließen.

Für die Erforschung antiker Gesellschaften und Lebensweisen bieten Trier
und sein Umland mit einer Fülle an UNESCO-Welterbestätten und historischen
Zeugnissen wie Porta Nigra, Amphitheater, Kaiserthermen, Römerbrücke, Dom
oder Igeler Säule Voraussetzungen, wie sie in Deutschland in dieser Dichte
nirgends sonst zu finden sind.
Der Studienbeginn ist zum Winter- und Sommersemester möglich. Man kann
sich vom 6. Mai bis 15. September bewerben. Als Zulassungsvoraussetzung
ist ein adäquater Bachelor-Abschluss in einem archäologischen oder
sonstigen altertumswissenschaftlichen Fach oder ein gleichwertiger
Studienabschluss erforderlich.

Weitere Informationen bietet die Website des Faches Klassische
Archäologie.