Um die Entwicklung experimenteller Modellsysteme in der mikrobiellen Meeresökologie voranzutreiben, unterstützt die Marine Microbiology Initiative der Gordon and Betty Moore Foundation in den kommenden zwei Jahren Wissenschaftler aller Laufbahnstufen sowie aus aller Welt mit acht Millionen US-Dollar. Dieses internationale Projekt bündelt die Leistungen von 100 Wissenschaftlern eines breiten Spektrums an 33 Institutionen, um sich gemeinsam der Herausforderung zu stellen, Methoden zu entwickeln, durch die man experimentelle Modellsysteme auf Meere übertragen kann. Die im Rahmen dieser Bestrebungen entwickelten genetischen Werkzeuge werden es Forschern ermöglichen, die Aktivitäten mikrobieller Gene einfacher zu unterbrechen, um Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie diese Organismen in marinen Ökosystemen funktionieren. Dadurch ergeben sich neue Fragestellungen und Forschungsansätze.

Modellsysteme wie das Darm von Säugetieren vorkommende Bakterium E. coli für Mikrobiologie und die Fruchtfliege für die Biomedizin sind bei der Entschlüsselung komplexer biologischer Vorgänge von unschätzbarem Wert. Anhand der Forschungen an Fruchtfliegen gelang es Wissenschaftlern Erkenntnisse über Erbgänge beim Menschen zu gewinnen, zum Beispiel die Vererbung der Augenfarbe. Doch in der mikrobiellen Meeresökologie gibt es bisher nur wenige Modellsysteme und damit verbundene Werkzeuge, die es den Wissenschaftlern ermöglichen, die Physiologie, Biochemie und Ökologie mariner Mikroben zu erforschen, die die elementaren Meereskreisläufe antreiben, die Treibhausgaskonzentration beeinflussen und die marinen Nahrungsketten aufrecht erhalten.

„Diese Organismen tragen erheblich dazu bei, den Kohlenstoffkreislauf des Planeten in Gang zu halten. Da sich die Ozeane schnell verändern, benötigen wir Instrumente, um deren grundlegenden biologischen Vorgänge zu verstehen. Gelingt dies, könnten wir unser auf molekularer Ebene gewonnenes Wissen auf die gesamte Erde übertragen,“ sagte Dr. Peter von Dassow vom Instituto Milenio de Oceanografía de Chile. „Dies ist eine bedeutende Möglichkeit, risikoreiche Forschungen zu betreiben, die sich mithilfe der meisten Finanzierungsmechanismen gar nicht finanzieren ließen, die aber schließlich zu einem Durchbruch führen könnten. Wenn diese Bemühungen zur Entwicklung eines guten Modells führen, wäre dies eine Sensation“, fügte er hinzu.

Den Wissenschaftlern stehen derzeit in der Biologie bekannte Werkzeuge wie Mikroskopie oder DNA-Sequenzierung zur Verfügung, um Erkenntnisse über die Ozeane zu gewinnen. Es fehlen jedoch grundlegende Werkzeuge in der Genetik, um belastbare experimentelle Modellsysteme zu erstellen. Ohne diese Werkzeuge sind die Wissenschaftler nur bedingt in der Lage, dem Verhalten von Zellen bestimmte Gene zuzuordnen oder Wechselwirkungen zwischen Mikroben und der Umwelt zu erkennen beziehungsweise Interaktionen zwischen Mikroben zu ermitteln. Dieses Wissen ist für das Verständnis der Funktionsweise von Meeresökosystemen unabdingbar.

Dr. Ginger Armbrust von der University of Washington erklärte, dass eine „Erweiterung des Kreises derjenigen, die sich mit diesen Organismen beschäftigen und große Durchbrüche bei der Aufklärung der Funktionsweise dieser Organismen erzielen, ein ebenso wichtiges Ergebnis darstellen würde.“ Sie fügte hinzu: „Neue Modellsysteme werden eine magnetische Wirkung auch auf Forschungstreibende anderer Fachrichtungen ausüben, denn diese Systeme werden es ermöglichen, mit marinen Mikroben zu arbeiten, wie sie es mit anderen Modellorganismen gewohnt sind.“

Die Entwicklung belastbarer Modellsysteme ist aufwändig und mit Risiken behaftet, denn diese Arbeit ist schwierig und der Erfolg ist keineswegs garantiert. Mit ihrer Risikobereitschaft, diese Herausforderung zu finanzieren, hilft die Stiftung, Innovationen voranzutreiben, die zukünftige Generationen beeinflussen können, denn sie ermöglichen Wissenschaftlern heute einen tieferen Einblick in die Natur.

„Ein wichtiger Aspekt bei unserer Vergabe von Stiftungsgeldern an die Meereswissenschaft ist, Möglichkeiten zu Klärung von Schlüsselfragen auszuloten, die ungelöst dem Fortschritt behindern. Dazu ist es oft nötig, ein Risiko einzugehen“, sagte Dr. Jon Kaye, der Program Director der Marine Microbiology Initiative bei der Gordon and Betty Moore Foundation. „Wir arbeiten mit dieser Gruppe von Wissenschaftlern zusammen, um das Wissen zu ihrer Arbeit bezüglich der Entwicklung von genetischen Techniken umfassend in Online-Foren wie protocols.io, einem frei zugänglichen Projektarchiv wissenschaftlicher Methoden zur Verfügung zu stellen. Dies betrifft sowohl die Erkenntnisse als auch die ungelösten Probleme.“

Die Gordon und Betty Moore Foundation fördert bahnbrechende wissenschaftliche Entdeckungen, den Schutz der Umwelt, Verbesserungen in der Patientenbetreuung und den Erhalt der Einzigartigkeit der San Francisco Bay Area. Besuchen Sie uns auf www.moore.org oder folgen Sie uns auf @mooreFound.

Nachfolgend sind Institute und Einrichtungen, die Forschung an experimentellen Modellsystemen betreiben und die zugehörigen Studienleiter aufgeführt:

Bigelow Laboratory for Ocean Sciences (José Fernández Robledo)

Karlsuniversität Prag - Carolina (Vladimír Hampl)

Tschechische Akademie der Wissenschaften in Prag (Julius Lukeš)

Harvard University (Daniel Needleman)

Institut de Biologia Evolutiva (Iñaki Ruiz-Trillo)

Instituto Milenio de Oceanografía, Pontificia Universidad Católica de Chile (Peter von Dassow)

J. Craig Venter Institute (Philip Weyman)

Marine Biological Association (Colin Brownlee)

National Institute for Basic Biology, Japan (Jun Minagawa)

New Mexico Consortium (Scott Twary)

San José State University (G. Jason Smith)

Stanford University (Julie Theriot)

Stony Brook University (Jackie Collier)

Université Pierre et Marie Curie (Angela Falciatore und François-Yves Bouget)

University of Arkansas (Andrew Alverson)

University of British Columbia (Patrick Keeling)

University of California, Berkeley (Nicole King)

University of California, San Diego Scripps Institution of Oceanography (Andrew Allen)

University of California, Santa Cruz (Manuel Ares)

University of Cambridge (Christopher Howe and Ross Waller)

University of Camerino (Cristina Miceli)

University of Chicago (Laurens Mets)

University of Connecticut (Senjie Lin)

University of Delaware (Kathryn Coyne)

University of East Anglia (Thomas Mock)

Göteborgs Universitet (Adrian Clarke)

University of Kent (Anastasios Tsaousis)

Universität von Nebraska, Lincoln (Heriberto Cerutti)

University of Tennessee (Steven Wilhelm)

University of Washington (E. Virginia Armbrust)

Washington State University (George Bonheyo)

Weizmann Institute of Science (Assaf Vardi)

Woods Hole Oceanographic Institution (Virginia Edgcomb)

Die Ausgangssprache, in der der Originaltext veröffentlicht wird, ist die offizielle und autorisierte Version. Übersetzungen werden zur besseren Verständigung mitgeliefert. Nur die Sprachversion, die im Original veröffentlicht wurde, ist rechtsgültig. Gleichen Sie deshalb Übersetzungen mit der originalen Sprachversion der Veröffentlichung ab.