Prof. Dr. Marcus Andreas Horn
„Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“ (Aristoteles) ist durchaus anwendbar auf die sehr diversen Mikroorganismen in der Umwelt, von denen viele immer noch unbekannt oder noch nicht charakterisiert sind. Mikrobielle Gemeinschaften sind oft leistungsfähiger, stresstoleranter und resilienter als Einzelorganismen. Interaktionen von Mikroorganismen mit Mikroorganismen, mit der belebten und unbelebten Umwelt sind bedeutsam für die Regulation der Gemeinschaftsstruktur, deren Genexpressionsmuster und Aktivitäten. Diese spielen eine Rolle für den Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf, das Pflanzenwachstum, Treibhausgasmetabolismus, Bodensanierung und biotechnologischen Anwendungen.
Unsere Forschung behandelt die Regulation der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften und die Physiologie von Modellorganismen mit molekularen, mikrobiologischen, biochemischen und chemisch-analytischen Methoden. Hochdurchsatzsequenzierung, Transkriptomik, Genexpressionsstudien, ebenso wie RNA-basierte stabile Isotopenbeprobungstechniken um Prozess-assoziierte Organismen und Intermediate zu identifizieren werden von uns eingesetzt. Die Isolierung, Beschreibung und Validierung neuer Schlüsselorganismen ergänzen molekularbiologische Methoden um uns die biotechnologische Nutzung neuer metabolischer Potenziale genauso wie Tests grundlegender Prinzipien zu ermöglichen.
Forschungsthemen
Mikrobiologie des Klimawandels – Treibhausgasmetabolismus
- Regulation der Lachgasemissionen (Distickstoffmonoxid, N2O) von neuartigen säure-toleranten Denitrifikanten in Permafrost
- Intermediärer Ökosystemstoffwechsel in Moorböden als Ursache der Methanemission
- Mikrobielle Ökologie der Methanoxidierer und deren Einfluss auf Methansenken in der Umwelt (AG Ho)
Biotechnologie
- Mikrobielle Produktion von Monomeren als Ausgangsstoffen für die Synthese von bioabbaubaren Plastikpolymeren durch Reinkulturen und Konsortien
- Optimierung des intermediären Stoffwechsels in Biogasanlagen
Bodensanierung und zirkuläre Ökonomie
- Mechanismen des mikrobiellen Mikroplastikabbaus
- Mikroschadstofftransformationen in Böden und Sedimenten
Interaktionen von Mikro- mit Makroorganismen
- Auswirkungen von Mikroplastik auf das Darmmikrobiom von Regenwürmern und Asseln
- Konkurrenz verschiedener Anaerobier des N-Kreislaufs und deren Einfluss auf die N-Versorgung von Pflanzen
- Redoxgradienten an Reiswurzeln und deren Konsequenz für mikrobielle Fe- und P-Transformationen in Reisfeldböden
Regulation der mikrobiellen Bodenbiodiversität und ökologische Theoriebildung
- Impulsgeber methanotropher (AG Ho) und Nitrat-reduzierender Lebensgemeinschaften
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