GeoBioLab – Helmholtz-Labor für integrierte geo-biowissenschaftliche Forschung
Das Helmholtz-Labor für integrierte geo-biowissenschaftliche Forschung (GeoBioLab) ist eine interdisziplinäre Einrichtung des Deutschen GeoForschungsZentrums, die Wissenschaftlern verschiedener Fachgebiete wie der Mikrobiologie/Molekularbiologie, Biogeochemie, Bodenkunde/Sedimentologie, Geologie, Mineralogie und Physik eine Möglichkeit bietet, fundamentale Fragen zur Oberflächen/Tiefen Biosphäre-Interaktion, insbesondere in der kritischen Zone, mit modernsten Methoden zu untersuchen. Um grundlegende Forschung hinsichtlich der (mikro)biologischen, (bio)geochemischen und geologischen Prozesse und ihrer Dynamik in tiefen sedimentären Ablagerungen durchführen zu können, ist das Labor umfassend sowohl für klassisch mikrobiologische Studien (z. B. Isolation und Charakterisierung von Bakterien und Archaeen, Taxonomie und Physiologie) als auch für kultivierungsunabhängige Untersuchungen der mikrobiellen Gemeinschaften (z. B. DNA/RNA-basierte Studien, quantitative PCR, Stable Isotope Probing, Next Generation Sequencing, Bioinformatik) ausgestattet. Wichtige Aspekte dieser Forschung sind die Quantifizierung langsamer biologischer Prozesse, insbesondere mikrobielle Umwandlungsprozesse und -raten von organischen Komponenten in geologischen Lebensräume. Dies beinhaltet auch die Modellierung geomikrobiologischer Prozesse und mikrobieller Netzwerke.
Im Rahmen des Helmholtz-Forschungsprogramms „Geosystem - Erde im Wandel“, ist geplant, die Kapazität und die experimentellen Möglichkeiten des GeoBioLabs durch spezielle Anwendungen und Geräte zu erweitern. Dazu gehören unter anderem Simulations- und Isotopenlaboratorien, in denen beispielsweise mit radioaktiv markierten Substraten langsam ablaufende Stoffwechselprozesse unter kontrollierten Umweltbedingungen ultrasensitive quantifiziert werden können.
Gerätschaften:
- Autoclaven (Systec)
- Sterilarbeitsbänke (Thermo Fisher)
- Anaerobier-Arbeitsbänke (Whitley)
- PCR-Arbeitsstationen (AirClean)
- Brutschränke für kalte und warme Kultivierung (Binder, Satorius, Infors)
- Gaschromatographen (Agilent)
- Ionenchromatographen (Sykam)
- Zentrifugen (Sigma, Thermoscientific)
- Mikroskope (Leica)
- Fastprep (MP Biomedicals)
- (q)PCRs (Biorad)
- Bioanalysator (Agilent)
- Nanophotometer (Implen)
- Denaturierende-Gradienten-Gel-Elektrophorese (Biorad)
- Geldokumentationssysteme (Intas)
- Elektrophoresesysteme (Biorad)
- Durchflusszytometer (Beckton Dickinson, planned)
- Szintillationszähler (Beckman)
Experimentelle Anwendungen:
- Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH, CARD-FISH)
- anaerobe Kulturtechniken (Hungate, Widdel)
- Permafrost-Mikrokosmos (Simulation von Gefrier-Tau-Zyklen, globale Erwärmung)
- physiologische Stressexperimente (Temperatur, Salinität, Strahlung, Austrocknung)
- Aktivitätsmessungen (Radio-Tracer-Experimente, z. B. Hydrogenase-Tritium-Assay)
- spezifische Inkubationssysteme (z. B. HipP – Inkubation unter hohem hydrostatischen Druck und hoher Gassättigung)