Isolierung von Nukleinsäuren aus Umweltproben

Wir sind auf die Isolierung, Aufreinigung, Quantifizierung und Qualitätsbewertung von Umweltnukleinsäuren spezialisiert und zwar sowohl von DNA als auch RNA, aus allen Arten von natürlichen Proben, einschließlich Böden (Feuchtgebiete, Torfgebiete, Marschland, Permafrost, aride und hyperaride Böden, Gletschervorfelder, Erdrutsche), Sedimenten (Meeres- und Seesedimente), Gesteine, Grundwasserleiter, Salzpfannen, Polymere und der tiefen Biosphäre. Wir verfügen über besondere Erfahrung und Reinraumeinrichtungen für kontaminationsminimiertes Arbeiten  und haben eine Reihe von Protokollen für die Nukleinsäureisolierung und die weitere Analyse von schwierigem Probenmaterial entwickelt.

Instrumente: 

• Tape Station
• Qubit Fluorometer
• NanoDrop
• Bioanalyzer
• Plate Reader
• FastPrep
• GelDoc

Umwelt-Genomik und Transkriptomik

Ziel der Infrastruktur für Umweltgenomik und Transkriptomik ist es, die taxonomische und funktionelle Zusammensetzung von Mikroorganismen, Stoffwechselwege, Genome und aus Metagenomen rekonstruierte Genome zu untersuchen. Wir untersuchen auch aktiv transkribierte Gene als Indikator für die mikrobielle Aktivität. Weitere Informationen dazu finden sich bei der Beschreibung der Bioinformatik[1] . Wir haben interne Protokolle für die Vorbereitung von NGS-Bibliotheken für Amplikon/Meta-Barcoding (16S rRNA, 18S rRNA, funktionelle Gene des Kohlenstoff-, Stickstoff- und Schwefelkreislaufes wie mcrA, pmoA, dsrB und nifH) und die Sequenzierung des gesamten (Meta-)Genoms entwickelt. Mit unserem hauseigenen Nanopore-Sequenzierer führen wir Hochdurchsatz-Long-Read-Analysen von Umwelt-DNA, Anreicherungen und Reinkulturen durch und analysieren diese. Wir sind auch auf die Synthese von komplementärer DNA aus RNA aus verschiedenen Umweltproben (reverse Transkription von RNA in cDNA) und weitere Downstreamanalysen spezialisiert.

Instrumente:

• X PCR cyclers
• Nanopore Sequencer
  
   

Quantifizierung mikrobieller Zellzahlen und Genkopien

Neben unserem Schwerpunkt auf NGS und Umweltgenomik haben wir uns auf die Quantifizierung mikrobieller Zellzahlen und Genkopien in natürlichen Habitaten spezialisiert. Wir wenden verschiedene quantitative PCR-Assays (SYBR Green) an, insbesondere für Bakterien, Methanogene, Sulfatreduzierer und Methanotrophe, aber wir färben und zählen auch Zellen mitles Fluoreszenzmikroskopie (DAPI, SYBR Green, FISH).

Instrumente:

• Biorad qPCR cycler
• ZEISS Fluorescence Microscope
• FACS cell sorter

Markierung von Umwelt-DNA mittels stabiler Isotope

Um mikrobielle Taxa mit bestimmten Stoffwechselfunktionen in Verbindung zu bringen, verwenden wir das sogenannte Stable Isotope Probing (SIP) mit ¹³C-markierten Substraten, das die mikrobielle Assimilation von Kohlenstoff in die DNA  verfolgt. Die Methode beinhaltet die Markierung von aktiven Mikroorganismen durch den Einbau von ¹³C aus dem Substrat in ihre DNA. Die DNA der Gemeinschaft wird dann isoliert und durch Dichtegradientenzentrifugation (z.B. in  einem CsCl-Gradienten) in ¹³C-markierte (schwere) und ¹²C (leichte) DNA getrennt.  Schließlich werden die Fraktionen mittels PCR, Sequenzierung oder Fingerprinting  analysiert, um aktive mikrobielle Taxa zu identifizieren.

Instrumente:

• Ultracentrifuge
• Refractometer
• Automated density fractionation