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Biotechnologische Kultivierung mariner Schwämme

Biotechnologische Kultivierung mariner Schwämme
Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Rudolf Hausmann; Prof. Dr. Christoph Syldatk

Projektgruppe:Biotechnologische Kultivierung mediterraner Schwämme
Ziel der Arbeiten ist es, exemplarisch an wenigen ausgesuchten Modellorganismen die Machbarkeit der Metabolitproduktion in Ex-Situ-Schwammkulturen zu demonstrieren.

Am Projekt mitwirkende wissenschaftliche Mitarbeiter

Dipl.-Biol. Sebastian Rühle
Dipl.-Meeresbiol. Matthias Voigt 
Dipl.-Biol. Berna Gerçe

In vitro

Entwicklung der Bioreaktoren:
Ziel der Arbeiten ist es, exemplarisch an wenigen ausgesuchten Modellorganismen die Machbarkeit der Metabolitproduktion in Ex-Situ-Schwammkulturen zu demonstrieren. Dazu bedarf es einer sorgfältigen Auswahl der Modelle. Auswahlkriterien sind neben ökologischen Faktoren auch das Naturstoffpotential der jeweiligen Schwämme.

Strategie zur biotechnologischen Kultivierung von Schwämmen:

  • Auswahl einer begrenzten Anzahl von Modellorganismen, die pharmakologisch interessante Sekundärmetabolite aufweisen.
  • Entwicklung von Kulturbedingungen, die das Halten gesunder Schwämme dauerhaft erlauben.
  • Etablieren physiologisch stabiler Schwammstämme.
  • Optimierung der Kulturbedingungen in Hinblick auf Wachstumsraten und Gehalt der entsprechenden Sekundärmetabolite.

Ein Modell: Der Goldschwamm (Aplysina aerophoba)
Der Goldschwamm (Aplysina aerophoba) als Modell? Einige wichtige Punkte sprechen für diesen Organismus:

  • Die ökologischen Ansprüche der Art sind vergleichsweise gut untersucht.
  • Die mit Aplysina aerophoba assoziierten Mikroorganismen werden ebenfalls eingehend untersucht.
  • Aufgrund des pharmakologisch interessanten Metabolits Aeroplysinin-1.

Aeroplysinin-1 ist ein Wirkstoff aus dem Schwamm Aplysina aerophoba: Häufig enthalten marine Naturstoffe die im Meer vorkommenden Halogene Chlor oder Brom. Ein Beispiel dafür ist Aeroplysinin-1, ein bromhaltiger niedermolekularer Wirkstoff, der in dem leuchtend gelben Goldschwamm Aplysina aerophoba enthalten ist. Aeroplysinin-1 ist eine stark antibakteriell wirkende Substanz, die aber auch das Wachstum von Tumorzellen hemmt. Aeroplysinin-1 wird ebenfalls als Tyrokinase-Inhibitor eingesetzt. Aeroplysinin-1 wird bereits kommerziell vertrieben, aber noch immer aus der Natur entnommenen Schwämmen gewonnen.