Stoffwechselbeziehungen in Symbiosen erforschen: Internationale Tagung gibt Impulse für die Forschung

Beim internationalen Symposium im Rahmen des EU-Projektes SymbNET zum Thema Mikrobiom-Metabolomik an der Universität Kiel trafen sich kürzlich rund 50 Forschende der in dem Projekt verbundenen Partnerinstitutionen, um die Analyse der Stoffwechselbeziehungen innerhalb des Mikrobioms zu diskutieren. 

Veranstaltet wurde das Symposium am 14. und 15. November vom Sonderforschungsbereich (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Dabei versammelten sich neben Teilnehmenden von der CAU auch Vertreter verschiedener Partnerinstitutionen: vom Instituto Gulbenkian de Ciência (Portugal), vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL; Heidelberg), von der Universität Lausanne (Schweiz) und vom Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB NOVA; Portugal).

Unter dem Begriff Mikrobiom-Metabolomik fassen Forschende die Untersuchung aller Stoffwechselprodukte zusammen, die auf molekularer Ebene einen Austausch zwischen vielzelligen Wirtslebewesen wie beispielsweise dem Menschen und ihren symbiotischen Mikroorganismen erlauben. Die Analyse der dabei ablaufenden biochemischen Vorgänge ist ein zentraler Aspekt bei der Entschlüsselung der funktionellen Beziehungen von Wirten und Mikroorganismen.

Mit Prof. Sean Gibbons vom Institute of Systems Biology in Seattle (USA) konnte das Organisationsteam einen besonders profilierten Wissenschaftler auf diesem Forschungsgebiet als Plenarredner gewinnen. Gibbons untersucht unter anderem, wie sich die mikrobiellen Gemeinschaften im Darm über die Lebensspanne des Menschen verändern und anpassen. Einer seiner Forschungsansätze zielt zum Beispiel darauf ab, die gesamten Stoffwechselvorgänge der Mikrobengemeinschaft im menschlichen Darm über verschiedene Entwicklungsstufen hinweg zu modellieren, um präzisere Aussagen über die funktionellen Auswirkungen für den Wirtsorganismus treffen zu können.

„Die Forschungsarbeiten von Sean Gibbons sind besonders relevant für unseren Sonderforschungsbereich“, betont Prof. Philip Rosenstiel, einer der Organisatoren der Tagung. „Die Quantifizierung und funktionelle Analyse der symbiotischen Stoffwechselbeziehungen wird künftig eine immer wichtigere Rolle in der Mikrobiomforschung spielen“, so Rosenstiel weiter. Prof. Hinrich Schulenburg, Vize-Sprecher des SFB 1182 und der zweite Organisator der Tagung, ergänzt: „Insgesamt liefert unsere Tagung im Austausch mit unseren europäischen Projektpartnerinnen und -partnern wichtige Impulse für die künftige Ausrichtung der Forschung, auch innerhalb unseres Metaorganismus-Sonderforschungsbereichs an der Kieler Universität.“

Wie sich die Stoffwechselbeziehungen des Mikrobioms auswirken

Im Rahmen der Veranstaltung stellten die Teilnehmenden in zehn Vorträgen dar, welche Bedeutung der Analyse von Stoffwechselvorgängen innerhalb des Mikrobioms im biologischen und medizinischen Zusammenhang zukommt. Dabei ging es unter anderem darum, die Rolle dieser metabolischen Prozesse für die Immunabwehr zu beleuchten, wie sich der Stoffwechsel während der Reifung des kindlichen Mikrobioms verändert oder wie sich der Austausch von Stoffwechselprodukten zwischen Mikroorganismen und Wirten auf die Entstehung von menschlichen Krankheiten auswirkt. Insgesamt sind diese und andere Forschungsansätze der Mikrobiom-Metabolomik von fundamentaler Bedeutung, um die Auswirkungen des Zusammenlebens mit Mikroorganismen auf die Entwicklung, Physiologie und Evolution ihrer Wirtslebewesen zu verstehen.

Europäische Kooperation in der Symbioseforschung

Die aktuelle Kieler Tagung ist eine von zahlreichen Aktivitäten, mit denen das europäische Kooperationsprojekt SymbNET den Austausch zwischen Wissenschaftler aus drei europäischen Ländern und fünf Partnerinstitutionen in der Erforschung der symbiotischen Beziehungen von Wirtslebewesen und Mikroorganismen fördert. Schwerpunkte des 2021 gestarteten Netzwerks sind vor allem die Nachwuchsförderung durch die Unterstützung von wechselseitigen Kooperationen und Gastaufenthalten und der Aufbau von neuartigen Forschungsinfrastrukturen. Die Europäische Union unterstützt das Vorhaben im Rahmen des Horizont-2020-Programms, die Kieler Universität trägt mit ihrem Sonderforschungsbereich 1182 zu dieser internationalen Netzwerkarbeit bei.