Zuwendungsgeber: Helmholtz InnoPool Projekt

Projektlaufzeit: 2022 - 2024

Kooperationspartner:

Prof. Michael Bott, Forschungszentrum Jülich

Prof. Björn Usadel, Forschungszentrum Jülich

Prof. Dietrich Kohlheyer, Forschungszentrum Jülich

Dr. Sebastian Hölz, Geomar Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung, Kiel

Die Hauptziele des Projekts bestehen darin, die physiologische Anpassung mikrobieller Gemeinschaften und einzelner Mikroben an sehr hohe CO₂-Konzentrationen zu untersuchen und die mikrobielle Nutzung von CO₂ für den Aufbau CO₂-basierter bioökonomischer Wertschöpfungsketten zu untersuchen. Wir werden vorhandene Bohrkernproben aus dem Eger Rift (ER, terrestrischer Standort, Tschechische Republik) und Proben aus dem Grimsey Hydrothermal Field (GHF, mariner Standort, nördlich von Island) verwenden – zwei Standorte, die extreme Konzentrationen des Treibhausgases CO₂ aufweisen. Da die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften von den verfügbaren Substraten zur Energie- und Biomasseerzeugung abhängt, ist die Untersuchung der „Hintergrund“-Mineralogie zwingend erforderlich, um komplexe Wechselwirkungen biologischer und geochemischer Prozesse zu verstehen und ein umfassendes Bild der Kopplung zwischen Biosphäre und Geosphäre zu erhalten das Potenzial biologischer und mineralischer Ressourcen beurteilen.

Durch die Integration von Fachwissen aus unterschiedlichen Wissenschaftsfeldern der beteiligten Partnerinstitute (Geophysik ↔ Mineralogie ↔ Chemie ↔ Mikrobiologie ↔ Bioinformatik ↔ Bioingenieurwesen) zielt das Projekt darauf ab, ein ganzheitliches Verständnis eines relevanten Erdsystems zu generieren, wie in der allgemeinen POF Programmskizze „Changing Earth" dargestellt. Konkret wird sich das Projekt mit zentralen Forschungsfragen des Themenclusters 2 befassen, da die Studien darauf abzielen, die in den CO₂-reichen geologischen Standorten ER und GHF entwickelten biologischen Ressourcen als Grundlage für die Entwicklung biotechnologischer Prozesse unter Verwendung von CO₂ als Substrat für mikrobiell synthetisierte Produkte zu erforschen. Das Projekt wird daher mögliche innovative Ansätze zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks untersuchen. Darüber hinaus können Untersuchungen am GHF dazu beitragen, die Rolle CO₂-reicher Flüssigkeiten bei der Bildung mariner Bodenschätze besser zu verstehen.