Jahresbericht 2011

Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

Jahresbericht 2011

Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH Inhalt:

Vorwort

Die DSMZ im Porträt ...... 1 Vorwort ...... 3 Organigramm ...... 7 Wissenschaftlicher Beirat und Aufsichtsrat ...... 8

Im Fokus

Die DSMZ als Partner im iDiv und DZIF (Prof. Overmann im Interview) ...... 11 Die DSMZ koordiniert die Europäische Forschungsinfrastruktur MIRRI ...... 13 Highlights 2011 ...... 14 Nachwuchsförderung: Junge Talente an der DSMZ ...... 17 Internationale Kooperation: DSMZ – Wissenschaftler forschen in Afrika ...... 18

Wissenschaftliche Kulturensammlungen

Mikroorganismen ...... 23 Actinomyceten ...... 24 Gram-negative Bakterien ...... 26 Gram-positive Bakterien ...... 28 Halophile und phototrophe Mikroorganismen ...... 30 Archaea und extremophile Bakterien...... 32 Bakteriophagen, Plasmide undE. coli -Sammlung ...... 34 Medizinische Mikroorganismen ...... 36 Pilze und Hefen ...... 37 Erhaltung und Erweiterung der Sammlung ...... 38 Neubeschreibungen und Emendierungen ...... 39

Menschliche und Tierische Zellkulturen ...... 41 Cytogenetik ...... 42 Immunologie ...... 43 Molekularbiologie ...... 44 Molekulargenetik ...... 45 Virusdiagnostik ...... 46 Zellbiologie ...... 47

Pflanzliche Zellkulturen ...... 48

Pflanzenviren ...... 50 Wissenschaftliche Services

Services Mikroorganismen ...... 55 Chemotaxonomie, MALDI-TOF/ Riboprinting ...... 56 DNA und Sequenzierung ...... 56 Zentrale Identifizierung ...... 56

Services Menschliche und Tierische Zellkulturen ...... 58

Services Pflanzliche Zellkulturen ...... 59

Services Pflanzenviren ...... 60

Patent- und Sicherheitshinterlegung ...... 62

Forschung

Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung ...... 67

Bioinformatik Genomik und Transkriptomik ...... 74 Phylogenomik ...... 76 Datenbanken ...... 78

Wissenstransfer Nationale und Internationale Projekte ...... 84 Gremien,- Gutachter- und Editorentätigkeiten ...... 92 Gäste und Nachwuchsbetreuung ...... 98 Publikationen...... 102

Impressum ...... 117

Aus Gründen der besseren Lesbarkeit verzichten wir auf eine Genderschreibweise. Die Bezeichnung von Personengruppen bezieht die weibliche Form jeweils ein.

Die DSMZ im Portrait

Die DSMZ in Zahlen Derzeit beherbergt das Bioressourcenzentrum mehr als 30.000 Kulturen, einschließlich über 20.000 verschiedene Bakterien und Pilz-Stämme, 700 menschliche und tierische Zelllinien, 800 Pflanzenzelllinien, 1.300 Pflanzen-Viren und Antiseren und 4.800 verschiedene Typen Das Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung genomischer Bakterien-DNA. von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH in Braunschweig ist eines der größten Bioressourcen- In die Sammlungen der DSMZ werden jährlich bis zentren und die vielfältigste Sammlung an Lebend- zu 1000 neue Kulturen aufgenommen. kulturen weltweit: Die Sammlung mit Sitz in Die Bioressourcen sind schnell und komfortabel Braunschweig blickt auf eine über 40-jährige über umfangreiche Online-Kataloge und einen Geschichte als integraler Bestandteil der Deutschen Webshop unterwww.dsmz.de zu bestellen. Jährlich Forschungslandschaft zurück. werden fast 40.000 Kulturen an Forschungslabore Die einzigartige Diversität und das Qualitäts- auf der ganzen Welt verschickt. management der Bioressourcen sowie die umfangreichen Services machen die DSMZ zu einem international renommierten Dienstleister für Zertifizierte Qualität die Wissenschaft, diagnostische Labore, nationale Die in der DSMZ-Sammlung verfügbaren Referenzzentren sowie für industrielle Partner. biologischen Materialien unterliegen einer um- Die DSMZ ist mit ihren Leistungen das deutsche fassenden Qualitätskontrolle und einer physiolo- Kompetenzzentrum für die Erforschung, gischen und meist auch molekularen Charakteri- Langzeitkonservierung und serviceorientierte sierung durch unsere wissenschaftlichen Service- Bereitstellung von Mikroorganismen, Menschlichen abteilungen. Die DSMZ bietet eine umfangreiche und Tierischen sowie Pflanzlichen Zellkulturen und Dokumentation und detaillierte diagnostische Pflanzenviren. Informationen der biologischen Materialien an. Die in der DSMZ entwickelten Konzepte und Verfahren ermöglichen eine nachhaltige Sicherung Die Übereinstimmung mit und Nutzung der in den Sammlungen vorliegenden dem international gültigen Ressourcen. Qualitätsstandard ISO Mit ihren Forschungsarbeiten leistet die DSMZ 9001:2008 wurde der wichtige Beiträge zur Diversitätsforschung sowie DSMZ bestätigt. zum Verständnis biologischer Interaktionen, viraler Pathogenitätsmechanismen und Mechanismen der Tumorgenese. Mit ihren Services schafft sie national und international die Voraussetzungen für ein Moderne Forschungssammlung breites Spektrum wissenschaftlicher Arbeiten, die Neben dem wissenschaftlichen Service bildet die medizinische Erforschung von Krankheiten, dia- sammlungsbezogene Forschung das zweite gnostische Analysen in medizinischen Laboratorien Standbein der DSMZ mit folgenden sowie Qualitätssicherung in der Umwelt-, Nah- Schwerpunkten: rungsmittel- und Kosmetikindustrie. ? mikrobielle Diversität und die zugrunde Das Vorhalten der DIN-Stämme sowie die liegenden evolutionären Mechanismen, wie Verantwortungsbereiche als Patenthinterle- Genomevolution und Populationsgenetik gungsstelle und Lehreinrichtung (Europäische ? verbesserte Methoden für den Zugriff und die „Large Scale Facility“) mit einem umfangreichen ex situ Konservierung der Biodiversität Trainingsangebot für Wissenschaftler sowie für technisches Personal ergänzen das Leistungs- ? molekulare Mechanismen biologischer spektrum der DSMZ. Interaktionen, wie Symbiosen, Krankheitsmechanismen oder Krebs

Vorwort 1 Als Mitglied in nationalen und internationalen Die DSMZ deckt mit ihrer Sammlung fast die Netzwerken arbeitet die DSMZ eng mit anderen gesamte derzeit bekannte prokaryotische Vielfalt, Bioressourcenzentren und Organisationen d.h. etwa 85 Prozent der 9.400 beschriebenen zusammen (z. B. WFCC, ECCO, UNESCO, OECD, Bakterienstämme ab. Im Bereich menschliche und CABRI, EBRCN, GBRCN, GBIF, EUROCAT, ENBI) tierische Zelllinien bietet die DSMZ das gängige Portfolio an und verfügt zusätzlich über eine weltweit einzigartige Sammlung von Leukämie- Kurze Geschichte der DSMZ und Lymphom-Zelllinien. Die DSMZ-Sammlung von pflanzlichen Zellkulturen 1969 Gründung einer nationalen Sammlung im enthält eine Vielzahl von Zelllinien für unter- Rahmen einer Projektförderung - schiedliche Anwendungen, mit Hauptfokus auf dezentrale Organisation mit Stammsitz in sekundärstoffhaltigen Pflanzen, aber auch Göttingen, Niedersachsen Kalluskulturen von Agrarpflanzen oder solchen für 1981 Anerkennung als internationale die Grundlagenforschung. Hinterlegungsstelle (IDA) für Patentzwecke Neben viralen Erregern von Krankheiten zahlreicher nach dem Budapester Vertrag Nutzpflanzen umfasst die DSMZ-Sammlung 1987 Umzug nach Braunschweig, Niedersachsen Pflanzenviren einen umfangreichen Bestand an Seren zum Schnellnachweis der Erkrankungen. 1988- neue Geschäftsform als gemeinnützig anerkannte GmbH des Landes Seit Anfang 2012 etabliert die DSMZ mit dem Niedersachsen PacBio RS-System die neueste Sequenzier- technologie der „dritten Generation“ und die 1990 Erweiterung der DSMZ um drei bioinformatische Datenanalyse zur Identifizierung Sammlungsbereiche (Pflanzliche und Charakterisierung von Kulturen. Zellkulturen, Menschliche und Tierische Zelllinien und Pflanzenviren) DSMZ-Wissenschaftler verfügen über eine spezifische Expertise und stehen auch für Beratung 1996 DSMZ als Serviceeinrichtung in der Leibniz- und individuelle Schulung auf verschiedenen Gemeinschaft Gebieten zur Verfügung: 2004 Etablierung eines Qualitätsmanagements ? Mikrobielle Taxonomie, Phylogenie und nach ISO 9001:2000 Artenbeschreibung 2010 Gründung des fünften Bereichs Mikrobielle ? Standardisierung und Qualitätssicherung von Ökologie und Diversitätsforschung Bioressourcen ? Biologische Sicherheit Kompetenzen ? Rechtliche Rahmenbedingungen für die Die DSMZ verfügt über moderne technische Nutzung von Bioressourcen (Patentierung, Vorausetzungen zur Langzeitkonservierung von Biodiversitäts-Konvention, Zugang zu biologischen Ressourcen, in Form von gefrier- genetischen Ressourcen und gerechter getrocknetem Material und Konserven in flüssigem Vorteilsausgleich) Stickstoff. Es werden Kulturen bis zur Risikostufe 2 akzeptiert und bearbeitet. Serviceleistungen: ? Internationale Hinterlegungsstelle nach Budapester Vertrag für biologisches Material im Rahmen von Patentanmeldungen Sicherheitshinterlegungen ? Identifizierung und Charakterisierung von Mikroorganismen, Überprüfung der Authentizität von Kulturen ? Schulung auf den Gebieten der Kulturensammlung, Konservierung, Taxonomie, Identifizierung und Laborsicherheit, individuelle Trainingsangebote

©DSMZ

2 Vorwort Ein Bioressourcenzentrum auf dem Weg zum Kompetenzzentrum für Biodiversitätsforschung

Prof. Dr. Jörg Overmann, Geschäftsführer der DSMZ

Als serviceorientierte Forschungseinrichtung erbringt das Leibniz-Institut DSMZ mindestens 51% seiner Gesamtleistung in Form von sammlungsbasiertem Service für die Wissenschaft und Wirtschaft und bis zu 49% durch Erfüllung seiner Forschungsaufgaben. Während die überregionalen Aufgaben der DSMZ als nationalem Bioressourcenzentrum seit 4 Jahrzehnten grundsätzlich vergleichbar geblieben sind, eröffnen die jüngsten Fortschritte in den Lebenswissenschaften dem Institut neue Möglichkeiten zur Weiterentwicklung seiner Sammlungs-, Service- und Forschungsfelder. Das Jahr 2011 war daher für die DSMZ ein Jahr großer Veränderungen. Im Mittelpunkt standen die kundenorientierte Entwicklung der Kulturensammlungen, die Einführung neuer Technologien und neue Forschungsprojekte. Mit umfangreichen strategischen Maßnahmen wurde auch im Jahre 2011 die führende Rolle der DSMZ als serviceorientiertes Bioressourcenzentrum weiter ausgebaut und das wissenschaftliche Profil geschärft. Leitziel ist dabei die Weiterentwicklung der DSMZ von einem biologischen Ressourcenzentrum zu einem Kompetenzzentrum mit integriertem Bioressourcen- und Datenmanagement, spezifischer Expertise in den Bereichen modernster Serviceleistungen und Biodiversitäts-Informatik sowie einer führenden Rolle in der Diversitäts- und Interaktionsforschung.

Kundenorientiertes Ressourcenmanagement Die Sammlungsbestände der DSMZ wurden 2011, angepasst an den Kundenbedarf an Bioressourcen in Forschung und Industrie, weiterentwickelt. Neue Schwerpunkte sind in der Abteilung Mikroorganismen die Etablierung von Sammlungen hochreiner genomischer DNA, pathogener Bakterien, schwer kultivierbarer Umweltbakterien sowie Bakteriophagen. Zur Abdeckung des zunehmenden Bedarfs an Stämmen pathogener Bakterien der Risikogruppe 2 wurde nach der letzten Evaluierung der DSMZ die Arbeitsgruppe Medizinische Mikrobiologie gegründet. Die erfolgreiche Einwerbung von Drittmitteln im Rahmen des durch das BMBF neu eingerichteten Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) ermöglichte der DSMZ im Jahr 2012 die Einrichtung eines weiteren Kuratoriums für die DZIF-weite Biobank für mikrobielle Pathogene und Wirkstoffproduzenten und damit eine Weiterentwicklung des Sammlungsbereichs pathogene Mikroorganismen. Mit einer Verdopplung der Sammlungsbestände und stark gestiegener Nachfrage füllt die Phagensammlung der DSMZ sowohl national als auch im europäischen Maßstab seit 2006 zunehmend die Bedarfslücke sowohl bei der universitären Lehre als auch bei Forschungsprojekten zur therapeutischen Anwendung von Phagen. Die Zelllinienbank konnte ihr Angebot auf 715 Zellkulturen erweitern und umfasst jetzt die Mehrzahl der gängigen Tumortypen sowie die in der Wissenschaft am häufigsten verwendeten Zelllinien. Ein zweiter Schwerpunkt war der Ausbau der Spezialsammlung von Leukämie- und Lymphomzelllinien, die in dieser Größe einmalig ist und ein Allein- stellungsmerkmal des Instituts darstellt. Die umfassende immunologische, cytologische und cytogenetische Charakterisierung macht diese Zelllinien zu unverzichtbaren Ressourcen der medizinisch-biotechnologischen Forschung. Die Abteilung Pflanzenzellkulturen komplettierte die Sammlungsbestände, die in der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Stressphysiologie, für agrochemische Anwendungen sowie die Kosmetikindustrie benötigt werden. In der Abteilung Pflanzenviren lag der Schwerpunkt auf der Laborakkreditierung nach ISO/IEC 17025 und ISO Guide 34.

Neue Forschungsfelder der DSMZ Der seit 2009 bestehende Forschungsbereich des Leibniz-Instituts DSMZ wurde auch 2011 inhaltlich erweitert und personell verstärkt. Damit wurde die Basis geschaffen, um aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen zukünftig als Querschnittsthemen über die Abteilungsgrenzen hin koordiniert bearbeiten zu können. Nach der mit Beginn der Amtsperiode der neuen Geschäftsführung in 2010 errichteten Abteilung Mikrobielle Ökologie und Diversitäts- forschung wird zudem 2012 eine unabhängige Nachwuchsgruppe Mikrobielle Zellbiologie und Genetik eingerichtet. Die Forschungsarbeiten der Abteilung Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung konzentrieren sich auf die drei Themengebiete: Bakterielle Populationsgenetik und Mechanismen der Diversifizierung, molekulare Grundlagen der bakteriellen Interaktionen sowie Anpassungsmechanismen der Oligotrophie (Nährstofflimitierung) und Überdauerung. Die Abteilung leistet mit der Isolierung und Archivierung einer steigenden Zahl vollkommen neuartiger Bakterien (z.B. Acidobacteria, Sphingomonaden) einen Beitrag zur Erschließung neuartiger Ressourcen für die molekulare Wirkstoff- und Signalstoffforschung.

Vorwort 3 Die neue zentrale Abteilung Bioinformatik stellt Kernkompetenzen in den Feldern Genomik/Transkriptomik, Phylo- genomik und Datenbanken bereit und entwickelt neue Ansätze zur Datenhaltung und -bereitstellung. Übergeordnetes Ziel der komplementären Tätigkeit der drei Arbeitsgruppen ist ein Beitrag zum Verständnis von Mechanismen der genomischen und physiologischen Diversifizierung von Mikroorganismen sowie von spezifischen Mechanismen der mikrobiellen Pathogenität und Tumorgenese. Dazu werden Genom- und Transkriptomdaten sowie phylogenetische Analysen und existierende Metadaten integriert. Um gezielt Bezüge zur beschriebenen Physiologie der Organismen herstellen zu können, ergänzt ein innovatives Datenmobilisierungskonzept die Datenbasis um umfangreiche Sätze von Metadaten aus der wissenschaftlichen Literatur und anderen Datenbanken. Zusammen mit der ausgewiesenen Expertise der DSMZ in der Kultivierung und Systematik haben die genannten Maßnahmen das Institut in den letzten Jahren zu einem wichtigen Partner in nationalen und internationalen, dritt- mittelfinanzierten Verbundprojekten werden lassen. So werden viele der derzeit laufenden Genomanalysen durch Kooperationsprojekte innerhalb des SFB-TR 51 ("Roseobacter"), in dem EU FP7-Projekt MICROME (A knowledge-based bioinformatics framework for microbial pathway genomics) und innerhalb des internationalen GEBA-Projektes mit dem Joint Genome Institute durchgeführt. Der neue Forschungsschwerpunkt und die Datenbankaktivitäten bilden den Anknüpfungspunkt für die Mitarbeit im kürzlich bewilligten Deutschen Zentrum für Integrative Biodiversitätsforschung (iDiv , angesiedelt an der Universität Leipzig). Die Möglichkeit einer umfassenden Analyse natürlicher komplexer Bak- terienpopulationen unter Nutzung modernster Sequenziertechnologie und Bioinformatik ermöglichte die Mitarbeit in den Deutschen Biodiversitätsexploratorien der DFG (DFG Schwerpunktprogramm 1374) sowie in dem 5-jährigen Projekt „The Future Okavango“ (BMBF Programm Nachhaltiges Landmanagement).

Exzellenter Service und Spitzentechnologie In weltweit einmaliger Weise bietet der zentrale Service der DSMZ alle für die systematische Arbeit an Mikroorganismen erforderlichen modernste Techniken und das zugehörige Expertenwissen der Kuratoren an. Schon seit Mitte 2010 können an der DSMZ phänotypische Analysen im Hochdurchsatz mit einem BiOLOG-Gerät der neuesten Generation automatisiert durchgeführt werden. Sequenzanalysen der 16S rRNA, Analysen der DNA-Basenzusammensetzung (mol% G+C) und chemotaxonomische Analysen runden das Methodenspektrum der Serviceabteilung ab. In Kombination stellen diese Ansätze den Goldstandard der mikrobiellen Artbeschreibung dar, werden aber ebenso für die umfangreichen Identifizierungsarbeiten im Kundenauftrag eingesetzt. Als zweite wissenschaftliche Institution in Deutschland verfügt die DSMZ ab Anfang 2012 über eine hochmoderne Sequenzierplattform der dritten Generation (Pacific Biosciences RS) die erstmalig eine Einzelmolekülsequenzierung in Echtzeit gestattet. Damit hat sich die DSMZ modernste verfügbare Technologien zur Genom- und Transkriptomforschung erschlossen. Mit der neuen Infrastruktur können Wissenschaftler der DSMZ neueste wissenschaftliche Fragestellungen bearbeiten, die von der bakteriellen Populationsgenomik und molekularen Interaktionsmechanismen bis hin zu expressionsbasierten Analysen für das Verständnis der Tumorgenese reichen.

Das Jahr 2011 war für die DSMZ richtungsweisend, weil sie sich den weiter gestiegenen Ansprüchen an ihr Qualitäts- management und ihre kundenorientierte Firmenpolitik und ihren Forschungsaufgaben erfolgreich gestellt und damit eine wegweisende Rolle übernommen hat. Den Mitarbeitern der DSMZ gebührt eine außergewöhnliche Anerkennung für das verstärkte Engagement während der Umstrukturierungs- und Harmonisierungsmaßnahmen zwischen den Bereichen und Abteilungen.

Ihr

4 Vorwort Mit der Umstrukturierung auf der Zielgeraden

Bettina Fischer, Verwaltungsleiterin und Prokuristin

Personal- und Finanzentwicklung 2011 Mit dem Wechsel der Geschäftsführung im Jahr 2010 wurde ein Umstrukturierungsprozess der Einrichtung eingeleitet, der auch das Jahr 2011 entscheidend beeinflusst hat. Im Rahmen seines Berufungsverfahrens konnte der neue Geschäftsführer für den Aufbau einer auch international sichtbaren Forschungseinheit 12 institutionelle Stellen einwerben. Durch die Akquise zahlreicher Drittmittelprojekte umfasst der neue Forschungsbereich „Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung“ zum Jahresende mittlerweile vier Wissenschaftler/innen bzw. Postdoktorandinnen und Postdoktoranden, 5 Doktorandinnen und Doktoranden, drei technische Assistentinnen sowie die persönliche Assistentin des Geschäftsführers. Eine Nachwuchsgruppe bestehend aus einem Wissenschaftler, einer Postdoktorandin und einer technischen Assistentin wird ihre Tätigkeit im Frühjahr des kommenden Jahres aufnehmen. Die Einstellung von zwei weiteren Wissenschaftlerinnen bzw. Wissenschaftlern ist für Mai bzw. Oktober 2012 vorgesehen.

Zum Stichtag 31.12.2011 waren in der DSMZ 131 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt. Für das Jahr 2012 wird eine Neueinstellung von ca. 20 Beschäftigten (inkl. Doktorandinnen und Doktoranden sowie studentischen Hilfskräften) erwartet. Die Beschäftigtenzahl der DSMZ hat sich damit in den vergangenen zehn Jahren nahezu verdoppelt.

Zur weiteren und effektiveren Förderung von Frauen in der Wissenschaft haben sich die Einrichtungen der Leibniz-Gemeinschaft einmütig zu den inhaltlichen Punkten der „Forschungsorientierten Gleichstellungsstandards“ der DFG bekannt und sich damit verpflichtet, zur Gleichstelung von Frauen und Männern in der Wissenschaft strukturelle und personelle Standards zu erfüllen. Mit dem Ziel, die Gleichstellung von Frauen und Männern in der DSMZ zu erreichen und insbesondere auch nachhaltig zu sichern, hat sich die DSMZ im November 2010 nach dem audit berufund familie zertifizieren lassen, um verlässliche Rahmenbedingungen bei der Inanspruchnahme familienbewusster Maßnahmen durch die Beschäftigten zu schaffen sowie die Transparenz der verfügbaren familienbewussten Angebote zu erhöhen. Das Audit liefert einen Beitrag zur Kommunikation und Selbstdarstellung der DSMZ als familienbewusstem Arbeitgeber nach innen und außen und steigert die Attraktivität für qualifizierte potentielle Bewerberinnen und Bewerber. Insbesondere die erweiterten Möglichkeiten zur Mitgestaltung der eigenen Arbeitszeit unter Beachtung der dienstlichen Erfordernisse und der besseren Vereinbarkeit von Beruf und Familie, Arbeitszeit und Freizeit (flexible Arbeitszeiten sowie individuelle Teilzeitmodelle) tragen erheblich zur Zufriedenheit der Beschäftigten bei. Mit dem positiv angenommenen 1. Jahresbericht im November 2011 hat die DSMZ bewiesen, dass sie die an sie gestellten Anforderungen bestens erfüllt.

Geschäftsjahr 2011 Entwicklung der DSMZ-Umsatzerlöse

Der Jahresabschluss zum Geschäftsjahr 2011 hat erneut 4.500.000 gezeigt, dass die Einnahmesituation der DSMZ stabil ist. 4.000.000

Die Eigeneinnahmen konnten gegenüber dem Vorjahr 3.500.000 noch einmal gesteigert werden. Dies zeigt, dass die 3.000.000 Kunden sich nach wie vor mit der DSMZ identifizieren. 2.500.000 Vor dem Hintergrund, dass die DSMZ im Rahmen des für 2.000.000 1.500.000 2012 geplanten Umbaus der Einrichtung einen nicht 1.000.000 unerheblichen Anteil ihrer Eigeneinnahmen zur 500.000 Finanzierung der Maßnahme einbringen muss, ist ein 0 verlässlicher Sockelbetrag auch zwingend erforderlich. 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Vorwort 5 Die zweifelsohne vorhandene Raumbegrenzung ist eines der größten Probleme der DSMZ. Die Entwicklung der verschiedenen Sammlungen lässt über die letzten 10 Jahre ein Wachstum von 10 % jährlich erkennen. Die Sammlung von biologischem Material ist die fundamentale Aufgabe der DSMZ, impliziert aber sowohl kontinuierliches Wachstum als auch Modernisierung der Lagerung. Gleichzeitig führen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der DSMZ sammlungsbezogene Forschung an diesem biologischen Material durch. Auch hier ist die DSMZ, was die Raumsituation betrifft, bereits an die Grenzen ihrer Möglichkeiten gestoßen. Wachstumsmöglichkeiten in der Forschung und die Belegung von neuen Forschungsfeldern begründen daher ebenfalls weiteren zukünftigen Platzbedarf. Der Flächenbedarf für die neu etablierte und international sichtbare Forschungseinheit lässt sich mit den wenigen freien Flächen und der aktuellen Raumbelegung in der DSMZ nicht decken. Es ist daher beabsichtigt, den entsprechenden Raumbedarf durch einen Umbau des 3. OG des DSMZ-Gebäudes zu schaffen und durch die Aufstockung um ein 4. OG zu ergänzen. Hierfür wurden auch bereits Mittel bei den Zuwendungsgebern beantragt und bewilligt. Aufgrund der Komplexität der Maßnahme mit den Besonderheiten eines Umbaus im laufenden Betrieb wird sich der Baubeginn jedoch leider erheblich verzögern. Für die Dauer der Umbauphase wird die Verwaltung der DSMZ, die zurzeit im 3. OG des Gebäudes untergebracht ist, in einen Container auf dem Campus ziehen. Für die Beschäftigten der neuen Forschungsabteilung des Geschäftsführers wurden ebenfalls Räumlichkeiten auf dem Campus angemietet.

Aufgrund der Empfehlung der in 2008 in Auftrag gegebenen Marktpositionierungsstudie wurde die DSMZ-Webseite vollkommen neu konzipiert und im Oktober 2011 umgestellt. Die DSMZ präsentiert sich nun zweisprachig in Deutsch und Englisch in einem modernen und frischen Design. Der neue Webauftritt gestattet erstmalig auch eine professio- nelle Bestellabwicklung des Kulturenversands über einen Online-Shop, der ebenfalls im Oktober 2011 etabliert wurde. Diese neue Form der Bestellmethode wird von den Kunden sehr gut angenommen.

Um die Zugehörigkeit zur Leibniz-Gemeinschaft auch nach außen stärker zu signalisieren, hat sich das Institut im Jahr 2011 in Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH umbenannt.

Der Umbau und die damit verbundene räumliche Trennung der Beschäftigten der DSMZ, die Akkreditierung der Abteilung Pflanzenviren und die Umstrukturierung des Programmbudgets analog der Gliederung des neuen Organigramms der Einrichtung stellen im kommenden Jahr wesentliche Herausforderungen dar. Dies insbesondere auch im Hinblick auf die anstehende Evaluierung der Einrichtung durch den Senat der WGL im Frühjahr 2013. Die DSMZ fühlt sich jedoch gut aufgestellt, die an sie gestellten Anforderungen in gewohnter Souveränität zu meistern.

Ihre

6 Vorwort Organisationsstruktur der DSMZ

7 Wissenschaftlicher Beirat und Aufsichtsrat der DSMZ (Stand: 31. 12. 2011)

Wissenschaftlicher Beirat

Vorsitz:

Prof. Dr.Günter R. Fuhr, Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik(IBMT), Potsdam

Mitglieder:

Dr. Hansjörg Hauser, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH Braunschweig

Prof. Dr. Jörg Jacobsen, Universität Hannover, Institut für Pflanzengenetik, Hannover

Prof. Dr. Dieter Jahn, TU Braunschweig, Institut für Mikrobiologie, Braunschweig

Prof. Dr. Edgar Maiß, Universität Hannover, Institut für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz

Dr. David Smith, CABI Bioscience, Surrey, UK

Prof. Dr. Julia Vorholt, ETH Zürich, Institut für Mikrobiologie

Aufsichtsrat

Vorsitz:

MR Dr. Axel Kollatschny, Ministerium für Wissenschaft und Kultur MWK, Niedersachsen

Stellvertretender Vorsitz:

Dr. Henk van Liempt, Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF

Mitglieder:

ORR Heinz-Hermann Köpke, Niedersächsisches Finanzministerium MF, Niedersachsen

Prof. Dr. Axel Brakhage, Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (HKI), Jena

Dr. Johannes Maurer, imaGenes GmbH, Berlin

8 2. Im Fokus

Im Fokus

„Strategische Schwerpunkte der DSMZ sind die Biodiversitätsforschung und die Gesundheitsforschung“

Die DSMZ als Partner im Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) Prof. Dr. Jörg Overmann im Interview

Die DSMZ hat sich in den vergangenen drei Jahren innerhalb der gesamtdeutschen und internationalen Forschungslandschaft stark vernetzt und nimmt nach erfolgreicher Teilnahme an kompetitiven Antrags- verfahren eine wichtige Rolle in mehreren wissenschaftlichen Großprojekten, wie dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) wahr. Dazu befragte Susanne Thiele, Leiterin Presse und Kommunikation an der DSMZ, Prof. Dr. Jörg Overmann, den wissenschaftlichen Direktor der DSMZ Prof. Dr. Jörg Overmann ©DSMZ/Kruszewski und Leiter des Forschungsbereichs Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung.

Mit dem Deutschen beschränkt. Die meisten Arten von Bakterien und Pilzen Zentrum für integrative kennen wir zudem noch gar nicht und müssen erst noch Biodiversitätsforschung ihre Funktion verstehen.“ (iDiv) soll in Mittel- deutschland eine Welche Rolle spielt die DSMZ im neuen Deutschen Drehscheibe der internationalen Biodiversitätsforschung Zentrum für Biodiversitätsforschung? entstehen. Forschungsziel und Aufgabe ist dabei die Förderung theoriebasierter Synthese und datenorien- Prof. Dr. Overmann: „Vor allem unser Know-how in den tierter Theoriebildung. Warum ist Biodiversitäts- Bereichen Kultivierung, bakterielle Physiologie und Bio- forschung ein wichtiges strategisches Thema? Wozu diversitätsanalyse über Genomsequenzierung machen brauchen wir biologische Vielfalt? die DSMZ zu einem wichtigen Partner in der deutschen und internationalen Diversitätsforschung. So kann sich Prof. Dr. Overmann: „Das Thema Artensterben wird das Leibniz-Institut DSMZ mit seiner zertifizierten und in der Öffentlichkeit sehr klar wahrgenommen. Wahr- sehr umfangreichen Sammlung von über 30.000 Kul- scheinlich wird durch intensive Nutzung von Land und turen von Mikroorganismen, seiner Forschungskompe- Wasserressourcen, Waldzerstörung und Klimawandel tenz auf dem Gebiet der mikrobiellen Diversität und in den nächsten 200 Jahren etwa die Hälfte aller Arten mit modernster Sequenzanalytik zur Identifizierung höherer Organismen aussterben. Dagegen ist weitge- und Sequenzierung von Mikroorganismen effektiv hend unklar, welche Folgen die anthropogenen Ver- einbringen. Unsere Beteiligung an dem hochkarätigen änderungen auf die Mikroorganismen haben. Zentrum ist ein großartiger Erfolg und eine Anerkennung Die mikrobielle Diversität und Aktivität hat aber den unserer langjährigen Expertise auf dem Gebiet der größten Einfluss auf die von den Menschen genutzten Mikrobiellen Biodiversität. Ökosystemfunktionen. So wäre ohne Mikroorganismen der vollständige Abbau von organischen Stoffen in CO Über welche langjährige Expertise auf dem Gebiet der 2 Mikrobiellen Biodiversitätsforschung verfügt die DSMZ? und anorganische Nährstoffe nicht möglich. Insbesondere die Stickstoff- und Schwefelkreisläufe sind Prof. Dr. Overmann: „Die DSMZ leistet nicht nur inner- ebenso wie die Umsetzung von Metallen absolut von der halb der Leibniz-Gemeinschaft wissenschaftliche der Prokaryoten abhängig. Viele stoffwechselphysiologi- Beiträge zur Biodiversitätsforschung sondern nimmt sche Leistungen wie z.B. die Bindung von atmosphä- sowohl im permanenten Schwerpunktprogramm 1374 rischem Stickstoff oder chemolithotrophes Wachstum, (Biodiversitäts-Exploratorien) der Deutschen Forschungs- d.h. die Verwendung anorganischer an Stelle von gemeinschaft als auch an dem BMBF-geförderten organischen Energiequellen, sind auf Prokaryoten

Im Fokus 11 Verbundvorhaben "The Future Okavango" im südlichen Die Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Afrika teil. Dabei kooperiert die DSMZ mit den Forschung umfasst mehrere Partner der universitären Universitäten Bremen, Hamburg, Berlin und Göttingen und außeruniversitären Forschung. sowie mit der University of Namibia und der Polytechnic Das DZIF ist ein Forschungsverbund mit sieben Stand- of Namibia. Eine enge Zusammenarbeit im Bereich der orten und 32 Partnern. Zu den Standorten zählen neben Biodiversitätsforschung und Systematik besteht auch im Hannover-Braunschweig auch Bonn-Köln, Gießen- Rahmen des DAAD Stipendienprogramms, über das Marburg-Langen, Hamburg-Lübeck-Borstel, Heidelberg, regelmäßig Arbeiten kenianischer Doktoranden an der München und Tübingen. DSMZ unterstützt werden. Eine weitere wichtige internationale Rolle in der Bio- Der Standort Hannover-Braunschweig ist neben dem diversitäts-Informatik kommt der DSMZ als nationaler Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, an dem die Knoten für Bakterien und Archaeen innerhalb des Global gemeinsame DZIF-Geschäftsstelle angesiedelt ist, auch Biodiversity Information Facility (GBIF) zu. In dem SAW- durch die Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Projekt "Abbaubarkeit von arktischem, terrigenem die Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo), die Kohlenstoff im Meer (ATKiM)" beteiligen sich neben Technische Universität Braunschweig, das Leibniz- der DSMZ die Leibniz-Institute IOW, IGB und MfN Institut DSMZ- Deutsche Sammlung von Mikroorga- sowie die Universitäten Rostock, Greifswald, Bremen nismen und Zellkulturen und das Twincore, Zentrum und Oldenburg. Weiterhin bringt die DSMZ ihre für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung, Expertise in den kürzlich eingerichteten Leibniz- im DZIF vertreten. Auch die DZIF-Geschäftsstelle wird Forschungsverbund "Biodiversität" ein. Ihre Expertise in Braunschweig, bei unserem Kooperationspartner macht die DSMZ also zu einem wichtigen Partner in der am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), deutschen und internationalen Diversitätsforschung. angesiedelt sein. Zentrale Aufgaben des DZIF werden beispielsweise die Welche Partner sind noch am Deutschen Zentrum für Entwicklung von neuen Behandlungsstrategien für Biodiversitätsforschung – kurz iDiv beteiligt? Langzeitfolgen der HIV-Infektion und die Suche nach neuen Wirkstoffen gegen Bakterien, Viren und anderen Prof. Dr. Overmann: Die Expertise des Konsortiums wird Erregern sein. neben der Universität Leipzig (UL), Martin-Luther- Universität Halle-Wittenberg (MLU), Friedrich-Schiller- Welche Gesundheitsforschungsthemen verfolgt die Universität Jena (FSU) durch weitere sieben außer- DSMZ und welche Aufgaben wird das Leibniz-Institut universitäre Einrichtungen bereichert – dem Helmholtz- DSMZ innerhalb des DZIF übernehmen? Zentrum für Umweltforschung (UFZ), dem Max-Planck- Institut für Biogeochemie (MPI BGC), dem Max-Planck- Prof. Dr. Overmann: „Die Gesundheitsforschung Institut für chemische Ökologie (MPI CE), dem Max- entwickelt sich derzeit zu einem zweiten übergreifenden Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (MPI Forschungsschwerpunkt der DSMZ. Innerhalb des DZIF EVA), dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB), übernimmt die DSMZ nicht nur das Biobanking von dem Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kultur- bakteriellen Krankheitserregern und Wirkstoffprodu- pflanzenforschung (IPK) und dem Leibniz-Institut zenten sondern beteiligt sich auch an weiterführenden Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz (SMNG). Forschungsarbeiten in der Wirkstoffforschung. Das neue Forschungszentrum wird zunächst vier Jahre Ab 2013 wird die DSMZ als Koordinator das SAW- lang gefördert und erhält in dieser Zeit rund 33 Millionen Vorhaben "Kryostress-Anpassungsmechanismen der Euro Förderung durch die DFG. Zentraler Standort der Zelle an Tiefsttemperaturen (KAIT)" durchführen, Einrichtung mit dem Namen “German Centre of an dem sich außerdem die Leibniz-Institute HKI und Integrative Biodiversity Research – iDiv“ ist Leipzig. IPK und die Universitäten Göttingen und München beteiligen. Auch im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung Schließlich ist die DSMZ beteiligt am Leibniz- (DZIF) wird die DSMZ eine Forschungsverbund„ Interdisziplinäre Wirkstoff- zentrale Rolle spielen? forschung und -Biotechnologie“. Welche Forschungsziele verfolgt das Zentrum und wer sind die Partner?

Prof. Dr. Overmann: Die zentralen Aufgaben des „Deutschen Zentrums für Infektionsforschung“ (DZIF) sind es, neue Erkenntnisse über Krankheitserreger zu gewinnen und daraus neue Strategien zu ihrer Bekämp- fung zu entwickeln.

12 Im Fokus Die DSMZ koordiniert die Europäische Forschungsinfrastruktur MIRRI

Microbial Resources Research Infrastructure Material unter einem angemessenen rechtlichen Rahmenwerk zu erleichtern, und damit die Forschung in Mikrobiologische Ressourcen und daraus abgelei- den Lebenswissenschaften zu fördern und voran zu tete Produkte sind ein essentielles Rohmaterial für treiben. die kontinuierliche Verbesserung der menschlichen Der Aufbau dieser europäischen Infrastruktur wird Gesundheit, der Nahrungsmittelsicherheit, Bio- erheblich zum Ausbau eines zukünftigen globalen Dach- technologie und der Forschung und Entwicklung in netzwerks GBRCN (Global Biological Resource Centre allen Bereichen. Network) beitragen. Bei erfolgreicher Etablierung von Moderne Forschung in den Lebenswissenschaften MIRRI könnte dieses als regionales Modell auch für und notwendige innovative Lösungen für globale andere Regionen empfohlen werden. Probleme erfordern einen vereinfachten Zugang zu Das Projekt wird am 1. November 2012 starten und eine hochqualitativen Biomaterialien und hiermit Laufzeit von 3 Jahren haben. Die Koordinierung des assoziierten Informationen. Diesen vereinfachten Projekts wird von der DSMZ übernommen. Als Koordi- Zugang zu Bioressourcen und damit verbundene nator ist die DSMZ verantwortlich für das Projektma- Standards will das Projekt MIRRI - Microbial nagement und die strategische Entwicklung. Resources Research Infrastructure schaffen. Das Ziel der derzeitigen MIRRI Vorbereitungsphase ist es, einen Detailplan für die Konstruktion und Führung einer Europäischen Infrastruktur der Mikrobiellen Kulturen- sammlungen zu entwickeln, die alle nationalen Bezugs- gruppen, wie Ministerien, Förderer und wissenschaftliche Institutionen einschließt. MIRRI wird zunächst in die erste von drei vordefinierten Phasen (Preparatory, Construction and Operational Phase) eintreten. Diese Phase fokussiert auf Steuerungs- mechanismen und Strukturen, die technische, rechtliche und finanzielle Aspekte beinhalten und wird auf den Grundlagen aufbauen, die die OECD BRC Task Force, das GBRCN Demonstrationsprojekt, EMbaRC und freiwillige, wissenschaftlich-technische Sammlungs-Netzwerke wie WFCC und ECCO gelegt haben. Das Ziel ist eine dezentralisierte pan-europäische Service-Infrastruktur für Forschung und Entwicklung und Europa.

Koordination und Kontakt: Leibniz-Institut DSMZ- Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH Dr. Dagmar Fritze Inhoffenstraße 7B MIRRI-Koordinatorin Dr. Dagmar Fritze ©DSMZ 38124 Braunschweig

Das MIRRI-Projekt wird durch die Europäische Kommis- sion gefördert, um eine europäische Infrastruktur zu Weitere Informationen unter: schaffen, die einen einfachen und legalen Zugang zu www.mirri.org lebenden Biomaterialien, assoziierten Daten, Services und Wissensinhalten möglich macht. MIRRI wird die mikrobiologischen Ressourcen-Sammlungen mit Nutzergruppen, politischen Ebenen und der Vielfalt an mikrobiologischen Initiativen mit dem Ziel zusammen- führen, den Zugang zu hochwertigem mikrobiologischen

Im Fokus 13 Susanne Thiele, Leiterin Presse und Kommunikation

Highlights 2011

Zukunftstag für Jungen und Mädchen 2011 Internationales Pilzsymposium 2011 Einen Tag lang Forscher in einer Kulturensammlung Pilze, einschließlich der Hefen, sind von ständig zuneh- begleiten mender Bedeutung für die biotechnologische Forschung, Umweltanalytik und gesundheitliche Aspekte bei Am 14. April 2011 hatten zehn Mädchen und Jungen Mensch, Tier und Pflanze. Die zukünftige thematische einen Tag Gelegenheit Forscher in einer Kulturen- Ausrichtung der Sammlung Pilze und Hefen an der DSMZ sammlung zu begleiten. wurde auf einem internationalen Symposium im Wo gibt es überall Bakterien? Wie kann man Mikroben September 2011 dahingehend diskutiert und wird mit unterscheiden und aufbewahren? Wie sehen eigentlich der Neubesetzung der Leitung im Herbst 2012 durch Krebszellen aus? Was ist nötig, um Biomaterialien Dr. Andrey Yurkov beginnen. weltweit per Post zu verschicken? Und woran forscht man in einer großen Kulturensammlung? Die zehn Schüler und Schülerinnen aus verschiedenen Schulen der Braunschweiger Region hatten viele Fragen an die Experten am Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH. Zum neunten Mal informierten die Schüler über die naturwissenschaftlichen Berufsbilder an der DSMZ, wie etwa Biologen, Biotechnologen, Chemiker, Bioinformatiker, aber auch Technische Assistenten. Spannende praxisnahe Vorträge wechselten mit eigenen Laborexperimenten der Jugendlichen ab.

©DSMZ Die Die DSMZ auf Internationalen Messen Regelmäßig besucht die DSMZ nationale und internationale Messen um im direkten Gespräch mit Kunden aus Wissenschaft und Industrie das Angebot an Kulturen und Services noch zu verbessern. Der neue Werbestand der DSMZ wurde erstmalig auf der Konferenz ISSM 2011 in Garmisch Partenkirchen und der Internationalen Fachtagung von Mikrobiologen ProkaGENOMICS 2011 in Göttingen präsentiert. ©DSMZ Dort trafen sich rund 400 Mikrobiologen aus dem In- und Ausland vom 18. bis 21. September 2011 an der Tag der offenen Tür 2011 Universität Göttingen. Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) lud Renommierte Experten stellten in rund 60 Vorträgen in Kooperation mit den anderen Institutionen auf dem und mehr als 160 Poster-Präsentationen ihre aktuellen Campus, wie auch der DSMZ, zum Tag der offenen Tür Forschungsergebnisse rund um die Genomforschung an auf den Wissenschaftscampus in Braunschweig-Stöck- Mikroorganismen vor. Ereignisse wie der EHEC-Ausbruch heim ein. Am 21. Mai 2011 öffnete der Forschungs- in Deutschland verdeutlichen den Stellenwert der campus seine Pforten für Besucher, Interessierte und Genomforschung an Mikroorganismen. Neugierige. Jeden, der sich für Wissenschaft interessierte, erwarteet ein vielfältiges Programm aus Laborführun- gen, Mitmach-Experimenten und Vorträgen. Im Jahr der Gesundheitsforschung 2011 ging es vor allem darum, die vielen Themenfelder der modernen Infektionsforschung anschaulich zu präsentieren.

14 Im Fokus Am DSMZ-Stand auf der ProkaGENOMICS 2011 ©DSMZ

Science Shopping 2011 Wissenschaft zum Anfassen mitten in der Braunschwei- ger Innenstadt war das Motto des „Science-Shoppings“ im Oktober 2011. Insgesamt zwölf Forschungseinrich- tungen aus der Region präsentierten sich bis Mitternacht mit insgesamt 30 verschiedenen Aktionen zum Mitmachen auf einer Ausstellungsfläche von über 800 Quadratmetern in der Einkaufsstadt. Mit Experimenten, Ausstellungen und unterhaltsamen Kurzvorträgen machten sie den nächtlichen Einkauf zu einem ganz besonderen Erlebnis voller Aha-Effekte. Auch die DSMZ war mit dabei. Mit vielen interessanten Exponaten begeisterten die Wissenschaftler der DSMZ Jung und Alt für Mikro- biologie in Lebensmitteln, wie Bakterien im Joghurt oder im Sauerkraut. Spannend war es für viele Besu- cher etwas über Mikroben bei der Herstellung von Schokolade, Essig oder sogar Waschpulver zu erfahren. Am Informationsstand „Pflanzenzellkulturen und Pflanzen-Viren“ konnte man etwas über die Kultivierung und Vermehrung von exotischen Pflanzen lernen, die keine Samen bilden. Außerdem wurde gezeigt, dass Pflanzen-Viren nicht nur „Ernte-Vernichter“ sind.

Die DSMZ beim Science Shoppping 2011 ©DSMZ

Im Fokus 15 Neuer Webauftritt mit Online-Shop Insgesamt beschäftigen die Leibniz-Einrichtungen rund Im November 2011 ging die neue Internetpräsenz des 16.800 Menschen – darunter 7.800 Wissenschaft- Leibniz-Instituts DSMZ mit einem frischen Design und lerinnen und Wissenschaftler – bei einem Jahresetat neuen Funktionen an den Start. Sie bietet nun vor allem von insgesamt knapp 1,4 Milliarden Euro. viel Information und Service zu Mikroorganismen und Verbunden mit der Namensänderung ist auch ein neues Zellkulturen sowie zu neuen Forschungsaktivitäten. Logo, welches sich auch schon im Layout der neuen Erstmalig wurde in die neue Webseite auch ein Online- Internetpräsenz unter www.dsmz.de wiederfindet. Shop integriert. Schnell und sicher können Wissen- schaftler oder Einkaufsabteilungen nun die hochqualitativen DSMZ-Kulturen für die industrielle und DSMZ und NCCP Korea - Memorandum zur akademische Forschung bestellen. Die Lieferungen und wissenschaftlichen Kooperation Leistungen unterliegen strengen nationalen und inter- Das Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von nationalen Bestimmungen, u. a. dem Infektionsschutz- Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH und das gesetz und dem Gentechnikgesetz. National Institut of Health NCCP-Culture Collection for Pathogens der Republik Korea starteten Im Dezember 2011 eine neue Forschungskooperation auf dem Gebiet der Bioressourcen und der mikrobiellen Krankheits- erreger. Mit der Unterzeichnung eines „Memorandum of Understanding“ schafften beide Institute damit den verlässlichen Rahmen für eine fruchtbare Zusammen- arbeit in den nächsten fünf Jahren. Das Memorandum wurde von Prof. Dr. Jörg Overmann, Direktor der DSMZ und Dr. Won Keun Seong, Direktor der NCCP unterzeichnet. Neben dem Austausch von Kulturen geht es innerhalb der neuen Kooperation auch darum, die Expertisen der deutschen und koreanischen Forscher zu kombinieren. Vor allem im Bereich neuester Methoden und Technologien der Langzeitkonservierung von Mikroorganismen werden diese Spezialkenntnisse in Trainings für Wissenschaftler nutzbar gemacht. Der Besuch der koreanischen Delegation wurde von Die DSMZ verfügt aktuell über 20.000 Mikroorganismen, Fachvorträgen und einer Besichtigung der Mikro- ca. 1300 Pflanzenviren und Antiseren, 700 verschiedene organismensammlung der DSMZ begleitet. menschliche und tierische Zelllinien und 700 pflanzliche Zellkulturen, die über die Online-Kataloge schnell auffindbar und bestellbar sind. Die DSMZ versorgt bisher über den weltweiten Versand etwa 10.000 wissenschaftliche Einrichtungen, industrielle Unternehmen - aber auch Schulen und Bildungseinrichtungen.

Neuer Name der DSMZ Die DSMZ hat seit dem 31.Oktober 2011 einen neuen Namen: Sie heißt nun Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH. Damit ist die Zugehörigkeit der DSMZ zur Leibniz- Gemeinschaft, der sie seit 1996 angehört, in Zukunft auf den ersten Blick erkennbar. Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören neben der DSMZ weitere 86 Forschungseinrichtungen in Deutschland, die wissenschaftliche Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung bearbeiten. Die Einrichtungen betreiben anwendungsbezogene Prof. Dr. Jörg Overmann und Dr. Won Keun Seong ©DSMZ Grundlagenforschung und stellen wissenschaftliche Infrastruktur bereit.

16 Im Fokus Nachwuchsförderung – Junge Talente an der DSMZ Das Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH unterstützt junge Forscherinnen und Forscher auf allen Stufen ihrer wissenschaftlichen Karriere. Die Nachwuchsförderung umfasst Doktoranden- verträge, Postdoc- Stellen und auch Nachwuchs- gruppen, die jüngeren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern für eine begrenzte Zeit selbständige Forschungsarbeit ermöglichen.

Doktorandenausbildung Im Zeitraum 2010-2013 qualifizieren sich über 20 DSMZ-Nachwuchsgruppen Doktoranden, (DAAD, DFG und A. v. Humboldt- Eine erste unabhängige Nachwuchsgruppe„ Mikrobielle Stipendiaten) in der Promotionsphase an der DSMZ in Zellbiologie und Genetik“ wird im August 2012 ihre einem wissenschaftlich anspruchsvollen Umfeld für eine Forschungsarbeiten an der DSMZ beginnen. Karriere in Wissenschaft oder Wirtschaft. Die Doktoranden an der DSMZ sind außerdem über die Ziel dieser Nachwuchsgruppen ist es, junge vielver- „Doktoranden-Initiative“ organisiert und in engem sprechende Wissenschaftler von erstklassigen Erfahrungsaustausch. internationalen Forschungseinrichtungen anzuwerben. Die neue Nachwuchsgruppe um Dr. Christian Jogler wird Postdoktoranden-Programm sich mit der Zellteilung und Kompartimentalisierung von Planctomyceten, bisher kaum untersuchten, umwelt- Mit einem neuen "Postdoctoral Fellowship Program" relevanten Bakterien, beschäftigen. startete die DSMZ am 1. August 2011 ein Bei diesen Arbeiten werden modernste bildgebende hochkompetitives Programm, welches 10 Postdoc- Verfahren, insbesondere hochauflösende Licht- und Positionen am Leibniz-Institut in Braunschweig anbietet. Elektronenmikroskopie zum Einsatz kommen. Das Programm ist auch für internationale Bewerber Zum anderen erforscht die Nachwuchsgruppe in enger offen, die eine Promotion in den Biowissenschaften bzw. Kooperation mit der Harvard Medical School Boston Bioinformatik haben. Derzeitig haben schon vier junge planctomycetale Naturstoffe, fokussierend auf deren Forscher die Möglichkeit in einer dynamischen molekularer Wirkungsweise, ökologischen Bedeutung Forschungsumgebung an der DSMZ zu arbeiten, mit und biotechnologischer Nutzbarmachung. einem eigenen wissenschaftlichen Beitrag sichtbar zu werden und die eigene Karriere weiterzuentwickeln.

„Die in der DSMZ zur Verfügung stehende Methodenvielfalt, nicht nur im Bereich der Analytik, bietet exzellente Bedingungen für meine Forschungstätigkeit und bringt mich auch fachlich voran. Die umfassende Kompetenz und Kooperationsbereitschaft anderer Mitarbeiter sorgen für eine gute Vernetzung im Haus, die ich in meinem Forschungsvorhaben unterstützend nutzen kann.“ Dr. Johannes Wittmann (Postdoc AG Plasmide und Phagen)

Im Fokus 17 Internationale Kooperation: DSMZ-Wissenschaftler forschen in Afrika

Ein Beitrag zur nachhaltigen Landnutzung im Okavango-Delta Wie lassen sich natürliche Ressourcen entlang des Okavango-Flusses im südlichen Afrika nachhaltig nutzen? Das Okavango-Delta ist ein globaler ‚hot- spot' für zunehmenden Klimawandel und drohende Landnutzungskonflikte. Ein internationales Forscherkonsortium will im 'The Future Okavango'–Projekt (TFO) innovative Konzep- te und Strategien entwickeln, um diese Heraus- forderungen zu meistern. Braunschweiger Wissenschaftler des Leibniz-Instituts DSMZ- Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH waren in den Jahren 2011 und 2012 für das Forschungsvorhaben auf mehr- wöchigen wissenschaftlichen Exkursionen in Namibia und Angola. Die Forscher untersuchen dort, welche mikrobiellen Einflüsse auf die Bodenfruchtbarkeit durch eine veränderte Bodenbearbeitung entstehen, um Handlungs- Probennahme vor Ort ©DSMZ/Prof. Dr. J. Overmann empfehlungen für ein nachhaltiges Landnutzungs- management zu geben. Das TFO-Projekt wird vom „Das Fluss-System gilt als weltweites Schwerpunktgebiet und eine Modellregion für einen beschleunigten Klima- Bundesministerium für Bildung und Forschung wandel, das bedeutet insbesondere zunehmende (BMBF) gefördert und von der Universität Hamburg Trockenheit“, informiert Prof. Jörg Overmann, Direktor koordiniert. Die Ergebnisse versprechen eine hohe der DSMZ und Leiter des Bereiches Mikrobielle Ökologie Übertragbarkeit auf andere Regionen. und Diversitätsforschung. „Zusätzlich wird sich die Bevölkerung dort in den nächsten 50 Jahren nahezu verdoppeln und eine landwirtschaftliche Übernutzung droht. Damit sind langfristig erhebliche Land- und Der Okavango-Fluss ist 1.700 Kilometer lang und Wasserkonflikte möglich. Die Vorausetzung für eine eine der großen Lebensadern des südlichen Afrika. Rettung des Okavango-Deltas ist daher ein verbessertes Er fließt durch drei afrikanische Länder: Angola, Verständnis der Zusammenhänge von Landnutzung, Namibia und Botswana, wo er im weltgrößten Ökosystemfunktionen und Klimaeinflüssen.“ 2 Binnendelta (16.000 km ) in der Kalahari-Wüste In einem interdisziplinären Gesamtkonzept zur Zukunft versickert. des Okavango - „The Future Okavango“ arbeiten seit Die natürlichen Ressourcen rund um den Okavango- 2010 internationale Forschergruppen verschiedener Fluss sind reichhaltig. Das Süßwasser-Sumpfgebiet Disziplinen, wie Hydrologie, Bodenkunde, Botanik, und seine Zuflüsse sind bekannt für die hohe Mikrobiologie, Ethnologie und Umweltökonomik biologische Vielfalt, mit über 500 Vogelarten und zusammen an dem Ziel, das nachhaltige Ressourcen- verschiedensten Säugetieren, darunter auch management und die Landnutzung im Einzugsgebiet des Elefanten und Löwen. Weniger bekannt ist, dass Flusses wissensbasiert zu unterstützen. es sich um teilweise extrem dicht besiedelte Anhand der Okavango-„Modellregion“ entwickeln die Landstriche handelt, in denen die Menschen Experten aus Deutschland, Namibia, Botswana und überwiegend in Armut leben und auf Entwick- Angola Handlungsstrategien für die Landwirtschaft und lungshilfe angewiesen sind. Die magere Bedarfs- beraten die ansässigen Farmer zu effektiven Technolo- wirtschaft auf den nährstoffarmen Böden ist gien sowie Systemlösungen für das südliche Afrika. bisher kaum nachhaltig. Die Ergebnisse versprechen ein hohes Potenzial an Übertragbarkeit auf andere tropische und subtropische Regionen.

18 Im Fokus Am Ufer des Okavango ©DSMZ/Prof. Dr. J. Overmann

Die Teilaufgabe der DSMZ-Forscher im Gesamtprojekt The Future Okavango -Projekt: besteht darin, die Nährstoffzyklen im Boden zu Das „The Future Okavango“ ist ein internationales untersuchen, und dabei Einflüsse auf die Bodenfruchtbarkeit durch eine veränderte Forschungsprojekt, koordiniert von der Universität Bodenbearbeitung zu analysieren. Hamburg, das sich mit nachhaltiger Landnutzung im südlichen Afrika beschäftigt. Das Projekt "The Das Projekt 'The Future Okavango' wird noch bis zum Jahre 2015 vom BMBF gefördert. Für die kommenden Future Okavango" (TFO) hat das Ziel, nachhaltiges drei Jahre sind mindestens drei weitere Expeditionen in Ressourcenmanagement und Landnutzung im die südafrikanischen Partnerländer zur Durchführung Einzugsgebiet des Okavango in den Ländern zusätzlicher Feldversuche geplant. Angola, Botswana und Namibia wissensbasiert zu unterstützen. Weitere Informationen zum Projekt und den Projektpartnern unter www.future-okavango.org.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner: Prof. Dr. Jörg Overmann Geschäftsführender Direktor Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH Tel.: +49-(0)531-2616-352 FAX: +49-(0)531-2616-418 email: [email protected]

Im Fokus 19

3. Wissenschaftliche Kulturensammlungen

Wissenschaftliche Kulturensammlungen

3.1. Mikroorganismen

3.1.1. Sammlung Mikroorganismen gesammelten Typusstämme bei, z.B. zur Entschlüsselung neuer biochemischer Stoffwechselwege und deren Die Abteilung Mikroorganismen gliedert sich in acht genetischer Basis. Weitere Forschungsaktivitäten liegen thematisch abgegrenzte Sammlungsbereiche, die von in der Charakterisierung von Ultramikrobakterien jeweils einem Kurator betreut werden. Neben der (kleiner als 0,2 µm) aus verschiedenen Süßwasser- Sammlung, langfristigen Bewahrung und Bereitstellung habitaten sowie von oligotrophen Bakterien marinen von Mikroorganismen mit besonderer wissenschaftlicher Ursprungs, deren Kultivierung bisher noch Schwierig- bzw. biotechnologischer Bedeutung sind taxonomische keiten bereitet. Untersuchungen des biologischen Materials zur Zerti- In den letzten Jahren hat sich der Bereich Mikro- fizierung, Qualitätssicherung und Identifizierung, sowie organismen zusätzlich zu seinen ‚klassischen' die Entwicklung von Methoden zur Langzeitkonservie- Forschungsprojekten auch in langfristig angelegten, rung und zur Identitätskontrolle sowie Neubeschrei- meist Genom-basierten nationalen und internationalen bungen von Typstämmen aus dem jeweiligen Samm- Forschungsverbünden engagiert, jedoch immer lungsbereich Kernaspekte der Kuratorentätigkeiten. fokussiert auf sammlungsbezogene und -relevante Die Aufnahme von Mikroorganismen in die Sammlung Themen: konzentriert sich gemäß einer Vereinbarung zwischen der DSMZ und dem BMBF auf Typusstämme neu ? Sequenzierung der bakteriellen und archaealen beschriebener Spezies sowie Stämme mit bio- Typstamm-Genome (GEBA), und Genome von technologischen bzw. anwendungsbezogenen Organismen mit Relevanz in regenerativer Leistungen, Qualitätskontrollstämme für medizinisch- Energiegewinnung bzw. Diversität (CSP), hygienische Laboratorien, Stämme, deren Genom- ? All-Species-Living-Tree Projekt, sequenz bestimmt ist und Unterrichtsstämme für Universitäten und Schulen. ? DNA Bank Network (zusammen mit Botanikern und Die Kuratoren der Mikroorganismen sind in Zoologen), verschiedenen nationalen und internationalen ? Entwicklung bioinformatischer Grundlagen für Arbeitskreisen und Organisationen beratend und ‚Taxogenomik', teilweise auch in verantwortlicher Position tätig (z.B. ? systembiologische Analyse von Modellorganismen OECD) und stehen durch Netzwerke (z.B. in der World (MICROME), Federation for Culture Collections, WFCC) weltweit in engem Kontakt mit anderen Kulturensammlungen. Auf ? gezielte Erweiterung der Phagen-Sammlung in die Grund der Fachkompetenz ihrer Mitarbeiter und der Bereiche extremer Lebensbedingungen bzw. hohen Nachfrage hat die DSMZ mehrere international potentiellen therapeutischen Nutzens. einzigartige Spezialsammlungen aufgebaut, z.B. extremophile Bakterien, Archaea, Myxobakterien Mitarbeiter aller klassischen mikrobiellen Arbeits- phototrophe Bakterien, sowie schadstoffabbauende gruppen der DSMZ sind an diesen zukunftsweisenden Mikroorganismen, die neben dem Standardangebot an und sammlungsbezogenen Projekten zur Erweiterung taxonomisch und biotechnologisch relevanten Mikro- unseres Wissens um die gesammelten Organismen organismen angeboten werden. Aufgrund der speziellen beteiligt. Diese umfassen: Aufgabenstellung des Bereiches ist die Forschung überwiegend sammlungsbezogen. ? die Analyse von humanen, pflanzlichen und tierischen Pathogenen, Sammlungsspezifische Forschung ? die Analyse bakterieller und archaealer Diversität Die DSMZ-Wissenschaftler forschen besonders auf dem und in der Verwendung von DNA- Gebiet der Taxonomie, welches die weltweit führende Sequenzinformation für die Entwicklung neuer Stellung der DSMZ unter den Kulturensammlungen Produktionsprozesse, z.B. für die Energiegewinnung ausmacht. Anhand der Untersuchungen von DSMZ- aus nachwachsenden Rohstoffen, Wissenschaftlern wurden im Jahre 2011 insgesamt ? sieben Gattungen sowie 50 Spezies bzw. Subspezies neu die Anwendung von Bakterien und Phagen für die beschrieben oder reklassifiziert. Des Weiteren wurden Kontrolle von Krankheiten, zwölf Emendierungen vorgenommen. ? Fragen nach der Evolution von Genen und Genomen Dabei leisten die Mitarbeiter der DSMZ nicht nur auf und nach der Artentstehung. dem Gebiet der taxonomischen Forschung einen bedeutenden Beitrag, sie tragen auch zur genomischen und funktionellen Erforschung / Beschreibung der

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 23 3.1.1.1. Actinomyceten AG-Leiter: PD Dr. Hans-Peter Klenk

Mit über 1.500 Typusstämmen (heterotypische Ausgewählte Forschungsprojekte Synonyme eingerechnet) befinden sich Vertreter von nahezu allen gültig beschriebenen Arten der Charakterisierung und Identifizierung von Actinomyceten in der Sammlung. Sie ist mit Actinomyceten aus klinischem Material insgesamt ca. 4.400 hinterlegten Stämmen eine der Mitarbeiter: PD Dr. H.-P. Klenk, G. Pötter größten und vollständigsten Teilsammlungen der Klinische Isolate mit medizinischer oder taxonomischer DSMZ. Die hohe Anzahl an hinterlegten Stämmen Relevanz werden in Zusammenarbeit mit externen resultiert aus der großen wirtschaftlichen und Wissenschaftlern aus Universitäten und Kliniken, die medizinischen Bedeutung von Vertretern dieser interessante neue Actinomyceten isoliert haben, Ordnung. So werden ca. 75% der derzeit etwa charakterisiert und identifiziert. 8.000 bekannten Antibiotika von Actinomyceten Teilprojekte: produziert. ? Polyphasische taxonomische Untersuchungen an Aktuelle Entwicklungen Isolaten der Actinomycetes Reference Unit des Center of Disease Control (CDC), Atlanta 2011 wurden erneut Typus- und Referenz-Stämme aus der Ordnung Actinomycetales aufgenommen. Alle In Zusammenarbeit mit Dr. June M. Brown (CDC) Stämme wurden sowohl nach dem „L-drying“ Verfahren werden neue medizinisch relevante Actinomyceten, konserviert als auch im flüssigen Stickstoff bei -196 °C vorwiegend der Gattung Nocardia, polyphasisch aufbewahrt. taxonomisch untersucht. Als dritte Arbeit aus dieser Die AG Actinomycetales betreut ein breites Spektrum Serie ist derzeitN. amikacinitolerans sp. nov. DSM von Stämmen, das allein 1.563 gültig beschriebene 45539 bei IJSEM in press; drei weiter Kooperationen Arten umfasst, die 139 Gattungen zugeordnet sind. Mit zur Beschreibung neuer Arten aus Patientenmaterial 1.553 Typus Stämmen ist für 99,4% der validierten Arten des CDC sind in Arbeit. das Typusmaterial in der Sammlung vorhanden. Die ? fehlenden Typus Stämme sind verschollen, als Analyse der Zellwandlipide zur Beschreibung von Patenstämme nicht erhältlich, der Risikogruppe 3 neuen Mycobacterium Stämmen (mit dem angehörig oder falsch klassifiziert. Bei den fehlenden Mycobacterium Referenzzentrum Florenz) Stämmen handelt es sich um Typus Stämme von gerade In Zusammenarbeit mit Dr. Enrico Tortoli werden neu beschriebenen Spezies oder um schwierig zu neue Mycobakterien des italienischen Myco- beschaffende Stämme. Der Zeitaufwand der oftmals bakterien-Referenzzentrums untersucht. betrieben werden muss, um einen solchen Stamm für Ergebnisse: Als dritte gemeinsame Arbeit ist derzeit die Sammlung zu requirieren, wird meist unterschätzt. eine Studie mit über 150 Stämmen des Die verbleibenden Stämme erwiesen sich als nicht mehr Mycobacterium terrae Komplexes und drei neuer verfügbar bzw. nicht authentisch. Das Schließen von Mycobacterium-Arten bei IJSEM in press. Lücken in diesem Bereich der offenen Sammlung kann daher als abgeschlossen betrachtet werden.

Die sammlungsbezogenen Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe widmen sich den folgenden Aspekten:

? Charakterisierung und Identifizierung von Actinomyceten aus klinischem Material ? Charakterisierung und Identifizierung von Actinomyceten aus der Umwelt und aus ungewöhnlichen Habitaten ? Systematische Untersuchung von Sammlungsstämmen mit gegenüber dem Zeitpunkt der Erstaufnahme verbesserten Methoden, zwecks Reklassifizierung und erweiterter Beschreibung ? Ausbau des mikrobiellen Teilbereichs des DFG- geförderten DNA-Bank-Netzwerks DSM 43021Streptosporangium roseum ©DSMZ

24 Wissenschaftliche Kulturensammlungen Charakterisierung und Identifizierung von Für zahlreiche Stämme, die in die Sammlung auf- Actinomyceten aus der Umwelt und genommen wurden bevor die Sequenzierung der aus ungewöhnlichen Habitaten 16S rDNA routinemäßig durchgeführt wurde, liegt Mitarbeiter: PD Dr. H.-P. Klenk, Dr. M.C. Montero- oft bis heute keine Sequenzinformation vor. Die Calasanz, G. Pötter Sammlung wird daher systematisch auf das Vorliegen von vollständiger 16S rDNA Sequenz- Umweltisolate aus verschiedensten Habitaten mit information überprüft und wo nötig komplettiert. biotechnologischer oder taxonomischer Relevanz Die aktuellen Arbeiten in diesem Projekt konzen- werden in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus trieren sich derzeit auf die Beiträge zu WISS-047 ‚All- Universitäten und der Industrie charakterisiert und Species-Living-Tree’ (LTP) für welches die DSMZ den identifiziert. weitaus größten Beitrag unter allen beteiligten ? Polyphasische Analyse zur Beschreibung von neuen Sammlungen leistet. Die aufwendige abschließende Actinomyceten aus der Umwelt gesammelt in Veröffentlichung zu LTP steht kurz vor der Ein- Algerien, Brasilien, Chad, China, Indien, Iran, Kenia, reichung. Malaysia, Marokko und den USA ? In Zusammenarbeit mit Universitäten und Sammlun- ? Kombinierte phylogenomische und gen in mehreren Ländern wird die Sammlung chemotaxonomische Analyse aller Typstämme systematisch durch gemeinsame Beschreibung von ausgewählter Taxa (meist Genera) per JGI CSP Typstämmen neuer Arten erweitert. Wesentliche Programm Kooperationspartner hierfür sind: Prof. Noureddine ? Durch die Kombination der an der DSMZ vorhan- Bouras (Ècole Normale Supérieure de Koubas, Alger, denen Kompetenz in klassischer Chemotaxonomie Algerien), Prof. Wen-Jun Li (Yunnan Institute for und aktueller Phylogenomik sollen zunächst für Microbiology, Kunming, China), Dr. Shanmugam ausgewählte Genera umfassende Genus-weite Mayilraj (MTCC, Chandigarh, Indien), Prof. Javad Analysen unter Einbeziehung aller bekannten Hamedi (University of Tehran, Iran), Prof. Hamadi Typstämme durchgeführt werden. Sequenzierung Boga (Jomo Kenyatta University, Nairobi, Kenia), und Annotation der Genome erfolgt am JGI per CSP- Profs. Ainon Hamzah und Asmat Ahmed (University Förderung; chemotaxonomische Daten und Kebangsan Malaysia, Selangor, Malaysia) Prof. Yedir kombinierte Datenauswertung an der DSMZ Ouhdouch (Cadi Ayyad Universität Marrakesch, (zunächst die AGs Actinomyceten, Phylogenomik Marokko), Prof. Anna A. Gorbushina (BAM, Berlin), sowie DNA Bank). Für den Genus und Dr. David P. Labeda (National Center for Saccharomonospora existiert bereits ein bewilligter Agricultural Utilization Research, Preoria, USA). Der CSP-Antrag für die Genomsequenzierung und DSMZ--Beitrag für diese Beschreibungen umfasst Annotation; die ersten beiden der mittlerweile fast polyphasische taxonomische Analysen (Analyse der vollständig sequenzierten Genome wurden Zellwandlipide, Mycolsäure, biochemische Analysen, mittlerweile in Stand Genomic Sci veröffentlicht. 16S rRNA Sequenzierung und phylogenetische Planungen und Vorarbeiten für die Genera Analyse, G+C Wert Bestimmungen, DNA-DNA- Nocardiopsis, Promicromonosporaund Streptomyces Hybridisierungen), Versorgung der Partner mit sind in Arbeit. Ziel ist die Genomsequnzierung mit Referenzmaterial für biochemische Analysen, sowie third generation Technologie als Eingangsschritt in das Schreiben von Manuskripten. Schwerpunkt der die Routine der Beschreibung neuer Typstämme zu Neubeschreibungsaktivitäten des Kuratoriums sind etablieren und als neue Dienstleitung der DSMZ zu derzeit xerophile Organismen aus der Familie vermarkten. Geodermatophilaceae. ? Ergebnisse: Aus diesen Kooperationen sind in 2011 insgesamt 11 Veröffentlichungen hervorgegangen, im ersten Halbjahr 2012 4 Veröffentlichungen, mit 7. weiteren Arbeiten derzeit in press. ? Systematische Untersuchung von Sammlungs- stämmen mit gegenüber dem Zeitpunkt der Erstaufnahme verbesserten Methoden, zwecks Reklassifizierung und erweiterter Beschreibung

? Teilprojekte: ? Erstellung der 16S rDNA Komplettsequenzen für alle Typstämme der Archaea und Bacteria, sofern deren Sequenz noch nicht in öffentlichen Datenbanken vorhanden oder von schlechter Qualität ist ? Mitarbeiter: PD Dr. H.-P. Klenk, G. Pötter DSM 43247Gordonia bronchialis ©DSMZ

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 25 3.1.1.2. AG Gram-negative Bakterien AG-Leiterin: Dr. Elke Lang

Die Arbeitsgruppe Gram-negative Bakterien Die Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe widmen sich betreut Stämme, die überwiegend dem Phylum den folgenden Aspekten: Proteobacteria angehören. Es sind Bakterien mit Gram-negativem Zellwandtyp, die an der Luft leben ? Oligotrophe Bakterien aus Frischwasser- und und teilweise alternativ unter Sauerstoffausschluss Reinstwasserhabitaten zu wachsen vermögen. Ein Schwerpunkt liegt auf ? Taxonomie der Myxobakterien: Die Gattungen Stämmen mit besonderen Abbaufähigkeiten Angiococcusund Kofleria bezüglich Xenobiotika. Sie werden unter den besonderen Bedingungen vermehrt, die für die Ausgewählte Projekte Erhaltung dieser Fähigkeiten notwendig sind. Die DSMZ ist in Europa die einzige Sammlung, die sich Oligotrophe Bakterien aus Frischwasser- und hierauf spezialisiert hat. Ebenfalls einmalig ist eine Reinstwasserhabitaten Sammlung von über 2.900 Myxobakterien. Diese Mitarbeiter: Dr. E. Lang, C. Berg, N. Reimann, Bodenbakterien besitzen ein großes genetisches G. Pötter (AG Klenk) Potential für die Biosynthese von chemisch Bakterien der GattungPolynucleobacter kommen in neuartigen Naturstoffen. Viele dieser Stoffe natürlichen Süßwasserhabitaten weit verbreitet vor und erwiesen sich als äußerst aktiv gegenüber bakteri- machen dort oft einen hohen Anteil der Mikroflora aus. ellen, pilzlichen oder eukaryotischen Zellen, so dass Mit der Publikation der Beschreibung von Polynucleo- sie eine reiche Quelle bei der Suche nach neuen bacter difficilis wurde eine Reihe von Spezies-Neube- medizinisch oder pflanzenhygienisch wirksamen schreibungen in dieser Gattung abgeschlossen. In Zu- Stoffen sind. sammenarbeit mit M.W. Hahn (Institut für Limnologie, Österreichische Akademie der Wissenschaften) und der AG Actinomyceten wurde die Kultivierung der nur sehr schwach wachsenden Stämme optimiert, eine Voraus- setzung dafür, deren chemotaxonomischen Marker bestimmen zu können. In technischen Wassersystemen (Trinkwasser und Produktionsreinstwasser) fand man Bakterien, die an einen sehr geringen Nährstoffgehalt adaptiert waren. Es stellte sich heraus, dass der laborübliche Salz- und Substratgehalt von Testsystemen für diese Organismen unverträglich hoch war, sodass diese Konzentrationen an deren Bedürfnisse angepasst werden mussten. In Zusammenarbeit mit der AG Systematik und Analytik, mit W. Eder (Roche Diagnostics GmbH, Penzberg), G. Wanner (TU München) und H.-J. Busse (Veterinär- medizinische Universität Wien) wurden die Isolate als zwei neue Spezies der Gattung Undibacterium DSMZ-Referenzstämme auf chromogenen Medien zur Anrei- cherung und vorläufigen Identifizierung von Keimen ©DSMZ beschrieben.

Taxonomie der Myxobakterien Aktuelle Entwicklungen Mitarbeiter: Dr. E. Lang, C. Berg, G. Pötter (AG Klenk). Die Sammlung beinhaltet unter anderem Stämme, In Zusammenarbeit mit der AG Schumann/AG Spröer. die als Kontrollstämme in Medizinallabors eingesetzt werden, wo andere - oft selektive - Nährböden verwen- Taxonomische Stellung von Stämmen der morpho- det werden als in der Routine der DSMZ. Daher werden logischen GattungAngiococcus und der Spezies A. solche Stämme zusätzlich auf ihre Funktionsfähigkeit in disciformis diesen Differenzial-Nährböden getestet (siehe Foto). Bisher unsicher ist die taxonomische Stellung der im Vom Jahr 2010 auf das Jahr 2011 konnte die Absatz- Boden sehr häufig gefundenen Spezies Angiococcus leistung um 9,5% gesteigert werden. Im Jahr 2011 disciformis. So ist unklar, ob der Stellenwert als eigene wurden insgesamt 154 Stämme aufgenommen, dies Gattung gerechtfertigt ist oder die Spezies zur Gattung entspricht einer Steigerung um 8,5% gegenüber dem Cystobacter zuzuordnen ist. In unserer Untersuchung Vorjahr. von 13 Isolaten aus der Reichenbach-Sammlung ergab sich aufgrund der Fettsäure-Muster eine Unterteilung

26 Wissenschaftliche Kulturensammlungen der Stämme in zwei Gruppen. Das Fettsäuremuster der Vielfalt Oxalat-abbauender Bakterien einen Gruppe entspricht dem Muster von Corallococcus Mitarbeiter: Dr. E. Lang, G. Pötter, in Kooperation mit spp., das Muster der zweiten Gruppe ähnelt dem der N. Sahin, Mugla-Universität Kötekli Türkei, und S. Adler, GattungPyxidicoccus . Im Lichte dieser Ergebnisse wurde Institut für Zellbiologie der Universität Marburg, in die auf der 16S rRNA-Gensequenz beruhende phylo- Zusammenarbeit mit Bereich Zentraler Service. genetische Stellung des Typstamms von A. disciformis überprüft und bestätigt. Diese Methode zeigte auch, Oxalat ist in terrestrischen Habitaten ubiquitär zu finden, dass keines der 13 Isolate der Spezies disciformis da es von vielen Pflanzen als Stoffwechselendprodukt angehört, sondern dass auch auf molekularer Ebene angereichert wird. Die Akkumulation findet sowohl in eine Verwandtschaft zur GattungCorallococcus oder oberirdischen Pflanzenteilen als auch im Wurzelbereich Pyxidicoccus besteht. Da die 16S rRNA-Gensequenzen statt. Dort spielt die Säure eine ambivalente Rolle, da sie der genannten Gattungen nur geringe Basenunter- zum Einen die Pflanzenverfügbarkeit der Nährelemente schiede aufweisen, bietet sich an, ihre Verwandtschaft Phosphor, Kalium, Calcium und Magnesium erhöhen aufgrund von weniger konservativen Merkmalen neu zu kann, zum Anderen bei höheren Konzentrationen bewerten. wachstumshemmend wirken kann. Daher sorgt die mikrobielle Mineralisierung von Oxalat zur Aufrecht- Physiologie der Gattung Kofleria erhaltung einer verträglichen Konzentration im Boden. Durch 16S rRNA-Gen-Sequenzanalyse waren Anfang Sieben Stämme der Myxobakterien-Gattung Kofleria 2006 sechs Stämme als mögliche Vertreter von fünf werden in Bezug auf Enzymproduktion und tolerierte neuen Arten identifiziert worden. Allerdings gehören bzw. optimale Wachstumsbedingungen untersucht. vier Stämme zu Spezies, die im Laufe des Jahres 2006 Damit soll der Wissenstand über die Biologie dieser von Dritten veröffentlicht wurden, sodass sie aus den Organismen, von denen bisher nicht viel mehr als ihre Untersuchungen ausschieden. Die Beschreibungen der Morphologie bekannt ist, erweitert werden. Die Ergeb- neuen SpeziesHerminiimonas saxobsidens und Ancylo- nisse werden in einem Kapitel zur neuen Ausgabe des bacter oerskoviisind bei Int J Syst Evol Microbiol ver- Kompendiums „The Prokaryotes“ publiziert. öffentlicht. Zwei weitere Oxalat-verwertende Isolate gehören einer benachbarten Entwicklungslinie an, die von den Spezies Aquabacter, Xanthobacter und Azo- rhizobium gebildet wird. Durch chemotaxonomische und physiologische Untersuchungen konnte die Zuge- hörigkeit zur GattungAzorhizobium bestätigt und die Zugehörigkeit zur GattungXanthobacter ausgeschlossen werden. Die Beschreibung der neuen Art Azorhizobium oxalatiphilumwurde bei Int. J. Syst. Evol. Microbiol. eingereicht.

Taxonomische Untersuchung mariner Gamma-proteobacteria Mitarbeiter: Dr. E. Lang, G. Pötter (AG Klenk) in Zusammenarbeit mit N. Rameshkumar, National Centre for Cell Science, Pune University, Indien, oder Die Schwarmkolonien vonKofleria flava DSM 53743 ziehen B. Gomez-Gil, CIAD, Mazatlán, Mexico. sich zusammen, sodass der Agar gesprengt wird und sich Ecken aufwölben ©DSMZ Das Interesse an der Aufdeckung der mikrobiellen Vielfalt in den Ozeanen ist ungebrochen, u.a. gespeist durch die Entdeckungen der schädlichen oder nützlichen Wirkung der dort beheimateten Mikroorganismen. So wurden stickstofffixierende Bakterien aus dem Wurzelbereich von Mangroven und Isolate von der mexikanischenPazifikküste jeweils einer neuen Art innerhalb der GattungVibrio zugeordnet. Die Speziesbeschreibung vonV. plantisponsor ist online inSystem. Appl. Microbiol. erschienen.

Fruchtkörper des Myxobakteriums Chondromyces pediculatus DSM 14607 ©DSMZ

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 27 3.1.1.3. Gram-positive Bakterien AG-Leiter: Dr. Rüdiger Pukall

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Aktuelle Entwicklungen Langzeiterhaltung und Charakterisierung Gram- Auf Grund der zunehmenden Anzahl an neu beschrie- positiver Bakterien aus den Taxa Firmicutes und benen Arten hat die Arbeitsgruppe stetig zunehmende Actinobacteria. Hierbei handelt sich um Bakterien- Anzahlen an Neuhinterlegungen von Gram-positiven und stämme die aerob, mikroaerophil oder unter strikt aeroben Endosporen-bildenden Bakterien in den letzten anaeroben Bedingungen kultiviert werden müssen Jahren zu bearbeiten. Gleichzeitig werden zahlreiche Die Bedeutung der aeroben endosporenbildenden Kulturen aus dem Bereich abverkauft, so dass eine Bakterien leitet sich aus der Fähigkeit zur Sporen- entsprechend hohe Anzahl an Nachkonservierungen zu bildung ab. Sporen stellen Überdauerungsstadien leisten sind. Im Jahr 2011 wurden 309 Kulturen in die Sammlung aufgenommen, dies entspricht einer dar, deren Langlebigkeit und Verbreitung dazu Zunahme um 62,6% gegenüber dem Jahr 2010. führen, dass Sporenbildner nahezu von jedem Außerdem wurden für 419 Stämme (+60,5%) neue Substrat isoliert werden können und daher für die gefriergetrocknete Kulturen hergestellt und für den Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie von Versand zur Verfügung gestellt. besonderer Bedeutung sind. Allein in dieser Arbeitsgruppe wurden im Jahr 2011 9.736 Ampullen produziert. Bei den neu aufgenommenen Stämmen handelt es sich schwerpunktmäßig um Typstämme von neu beschriebenen Gattungen und Arten aus der Suborder Micrococcineae, aus der Familie Nocardioidaceae , und Bacillaceae. Außerdem ist eine Zunahme bei Hinterlegungen von strikt anaeroben Bakterien zu verzeichnen, die ursprünglich von verschiedenen Bereichen des menschlichen Körpers isoliert worden sind. Durch die zunehmenden Möglichkeiten, komplette Genome von Bakterien zu sequenzieren, steigt auch das Kundeninteresse mit entsprechend charakterisierten Stämmen zu arbeiten. Wachstum einesBacillus cereus Stammes auf Bacillus cereus Die Analyse von Genomsequenzen wird zukünftig in der Selektivnährboden (PEMBA). ©DSMZ Arbeitsgruppe einen großen Stellenwert einnehmen und der zunehmende Informationsgehalt die Entwicklung Bestimmte Gruppen der Gram-positiven nicht- neuer Methoden fördern. Sporenbildner werden ebenfalls zur Herstellung biotechnologisch relevanter Produkte und Lebens- Ausgewählte Projekte: mittel verwendet. Die Projekte der Arbeitsgruppe widmen sich den Die Arbeitsgruppe stellt Referenz- und Qualitäts- folgenden Aspekten: kontrollstämme für spezifische Anwendungen in Industrie und Forschung zur Verfügung. Die Taxonomische und phylogenetische Einordnungen, Forschung der Arbeitsgruppe selbst ist stets Neubeschreibungen, Reklassifizierungen und sammlungsbezogen und dient der Charakteri- Genomanalysen sierung und Identifizierung von Gram-positiven Bakterienstämmen mit den unterschiedlichsten ? Reclassification of Koreibacter algae as a later geno- und phänotypischen Merkmalen. Im Rahmen heterotypic synonym ofParaoerskovia marina and der sammlungsspezifischen Forschung werden emended descriptions of the genus Paraoerskovia klassische und molekulare Methoden verknüpft, (Khan et al. 2009) and of Paraoerskovia marina (Khan et al. 2009). In Kooperation mit Dr. P. um möglichst auch die Differenzierung von Schumann. IJSEM in press. Stämmen der gleichen Art zu ermöglichen. Damit können auch Aussagen zur mikroevolutiven ? Complete genome sequence of Deinococcus Charakteristik einer Population erhalten werden. maricopensisand Deinococcus proteolyticus . In Kooperation mit dem DOE Joint Genome Institut. Mitarbeiter: I. Brandes, M. Duckstein (ESA-Projekt), K. Publiziert in Standard in Genomic Sciences. Steenblock, C. Wahrenburg

28 Wissenschaftliche Kulturensammlungen ? Terpenoids are widespread in actinomycetes: a correlation of secondary metabolism and genome data. Zusammenarbeit mit der TU-Braunschweig (AG Dickschat). Publiziert in ChemBioChem 2012.

? Genomanalyse vonLactobacillus plantarum DSM 10667 undLactobacillus plantarum subsp. argentoratensis DSM 16365. Zusammenarbeit mit dem Institut Pasteur im Rahmen des Projektes EMbaRC (Wiss-050) Lichtmikroskopische Aufnahme von vegetativen Zellen und Endosporen einesBacillus Stammes ©DSMZ

Teilprojekt: Erweiterung der ESA-Stammsammlung Mitarbeiter: Dr. R. Pukall, M. Duckstein

Dieses Projekt ist thematisch dem Bereich „Planetary Protection“ angegliedert. „Planetary Protection“ ist ein Begriff aus der Raumfahrt der alle Maßnahmen definiert, die verhindern sollen, dass terrestrische Lebensformen (z.B. Mikroorganismen) im Rahmen von interplanetaren Raumfahrtmissionen Planeten und andere Himmelskörper kontaminieren. Hierbei sind auch alle Maßnahmen eingeschlossen, die umgekehrt, also bei der Gewinnung von Proben aus dem Weltraum, Wachstum vonBacillus mycoides auf Columbia Blutagar eine Kontamination der Erde verhindern sollen. ©DSMZ Für jede Weltraummission ist eine maximal erlaubte Molekularbiologische Charakterisierung von Gram- biologische Belastung definiert. Die Analyse der positiven Bakterien und Analyse von Biodiversität von mikrobiellen Gemeinschaften auf Populationsstrukturen Materialien der Weltraumfahrzeuge selbst oder ihrer Umgebung (Reinräume) nimmt hierbei eine wichtige ? Charakterisierung der Populationsstrukturen von Kontrollfunktion ein. Bakterienisolate aus verschiedenen Campylobacter jejuni Stämmen mittels Multi-locus Reinräumen werden derzeit im Rahmen der ESA- Sequenzanalyse (MLSA). Teilaspekt im Projekt Stammsammlung über die DSMZ der Öffentlichkeit für EMbaRC (Wiss-050) wissenschaftliche Zwecke zur Verfügung gestellt. Diese ESA-Stammsammlung soll innerhalb der nächsten drei ? Identifizierung lytischer Bakterien aus dem Jahre um weitere 150 Isolate ergänzt werden. Brackwasser verschiedener Ostseestandorte. ? Zusammenarbeit Dr. R. Pukall, Dr. P. Schumann mit der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greiswald (AG Schauer). Die Daten sollen in Marine Microbiology veröffentlicht werden.

Charakterisierung und Identifizierung von Bakterien aus der exobiologischen Forschung

? Description ofTersicoccus phoenicis gen. nov., sp. nov. isolated from spacecraft assembly clean room environments, eingereicht zur Publikation bei IJSEM.

? Abundance and diversity of microbial inhabitants in European Spacecraft-associated clean rooms. Astrobiology, Vol. 12 (6), 2012.

? The first collection of spacecraft-associated microorganisms: a public source for extremotolerant microorganisms from spacecraft assembly clean Image: Credit: ESA, DLR rooms, eingereicht zur Publikation bei Astrobiology.

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 29 3.1.1.4. Halophile und phototrophe Mikroorganismen AG-Leiter: Dr.Brian J. Tindall

Dieser Sammlungsbereich umfasst neben den Die Projekte der Arbeitsgruppe widmen sich den anoxygen phototrophen Bakterien, extrem folgenden Aspekten: halophilen Archaea und anaeroben, extrem ? halophilen Bakterien, auch knospende Bakterien, Prokaryonten-Nomenklatur und relevante Infrastruktur methylotrophe, methanotrophe, diazotrophe Bakterien, Essigsäurebildner, Vertreter der Ordnung ? Die Bedeutung der chemischen Zusammensetzung Thermales und ein breites Spektrum an marinen, von Prokaryonten Gram-negativen Mikroorganismen. Die Verschiedenheit der Mikroorganismen spiegelt Prokaryonten-Nomenklatur und relevante Infrastruktur sich in ihren weitreichenden Anforderungen an Mitarbeiter: Dr. B.J. Tindall Wachstumsbedingungen wider, die sich in pH Kommunikation in der Wissenschaft erfordert, dass Bereichen von 3.0 bis 10.0, Temperaturen von 5°C spezielle Ausdrücke entwickelt werden müssen, die mit bis 90°C sowie Salzkonzentrationen von 0 % bis 25 Konzepten und Definitionen verknüpft sind. Dies gilt % NaCl bewegen und aerobe, microaerophile sowie auch für die Kommunikation in Bezug auf biologische anaerobe Lebensbedingungen bedürfen. Einheiten wie Gattungen und Arten (Taxa). Die sich Mit Teilbereichen dieser Sammlung ist die DSMZ schnell entwickelnde Branche der Informationstechno- weltweit eine der wenigen Sammlungen, die in der logie hat die Notwendigkeit eines geordneten und Lage sind, solche Mikroorganismen aufzunehmen strukturierten Systems und die Bedeutung der genauen und zu betreuen. und zuverlässigen Ontologien, insbesondere in Berei- chen wie dem Semantic Web, erkannt. Die Prokaryonten-Nomenklatur behandelt eine Reihe von grundsätzlichen Fragen zu einer Zeit, wo Techno- logien wie die weltweite Verknüpfung von Datensätzen (World Wide Web) nicht vorhergesehen werden konnten. Die Prokaryonten-Nomenklatur ist ein geordnetes, strukturiertes System, in dem Richtlinien entwickelt worden sind, und sich ändernde Klassifi- zierungen oder Charakterisierungen der genannten Taxa sind die Regel. Obwohl ein Großteil der Grundlagen mit der Implementierung der 1975er Revision des „Bacteriological Code“ niedergelegt wurde, ist es Microcoleus sp., aus einem hypersalinen Mattensystem, notwendig, die Infrastruktur zu aktualisieren und zu Salin de Giroud, Frankreich.©DSMZ/ Dr. M. Rohde, HZI verbessern, sowie die Notwendigkeit eines solchen unerlässlichen Systems zu kommunizieren, wenn die Aktuelle Entwicklungen: Informationen über biologische Wesen in einem Umfeld Die Forschung innerhalb der Arbeitsgruppe konzentriert wie dem Semantic Web genau übermittelt werden sich auf Untersuchungen an Organismen, die in der sollen. Die DSMZ Datenbanken im Bereich der Regel in der Arbeitsgruppe aufgenommen werden, wie Mikroorganismen benutzen das Regelwerk des z.B. oligotrophe knospende Bakterien (z.B. Planctomy- „Bacteriological Code“ und die daraus resultierende ceten) oder marine bzw. halophile Mikroorganismen. Nomenklatur, unterstützt durch das Fachwissen der Sie ist auch angeregt durch Zusammenarbeiten aufgrund DSMZ-Experten. von Anfragen auf dem Gebiet der Chemotaxonomie oder prokaryontischen Nomenklatur. Innerhalb der Arbeits- gruppe liegt auf dem Gebiet der Chemotaxonomie eine umfassende Erfahrung mit einer Vielzahl von Organis- men aus der Archaea und Bacteria vor, diese Erfahrung ergänzt und komplettiert auch andere Arbeitsgruppen, wie das Angebotsspektrum des DSMZ Identifzierungs- dienstes auf dem Sektor polare Lipide und Chinon- Analyse. Im Jahr 2011 wurden 179 Stämme neu in die Sammlung aufgenommen. Insgesamt umfasst die Sammlung einen Bestand von 3.142 Kulturen. Die Arbeitsgruppe lagerte Natronococcus occultus, DSM 3396, isoliert aus Lake Magadi. 256 Batches mit 5.246 Ampullen ein. ©DSMZ/Dr. M. Rohde, HZI

30 Wissenschaftliche Kulturensammlungen Taxonomic Outline of the Bacteria and Archaea Der Mangel an Bewusstsein für die Bedeutung der chemischen Zusammensetzung von Prokaryonten ist mit Mitarbeiter: Dr.B.J. Tindall einer Reihe von wichtigen Nebenwirkungen verbunden. „Taxonomic Outline of the Bacteria and Archaea“ ist eine Erstens, aus taxonomischer Sicht sind sich jüngere Weiterführung der Arbeit, die in der Michigan State Wissenschaftler nicht bewusst, welche Bedeutung diese University durch G.M. Garrity und Kollegen angefangen Daten haben. Zweitens, in der Interpretation von wurde. Die Zusammenarbeit wurde jetzt erweitert durch genomischen Daten, werden diese Daten in der Regel die Mitarbeit der Mitglieder der ICSP, die fundiertes ignoriert, trotz der Tatsache, dass es sich um ein Expertenwissen des Codes besitzen. Dadurch wird wesentliches Element der Struktur der Zelle handelt. sichergestellt, dass Fehler aus der Vergangenheit bei der Wenn wir in vollem Umfang die verfügbaren Daten Anwendung des Codes behoben werden, und dass auf nutzen möchten, dann ist es wichtig, dass der Wert diese Weise TOBA zu einem der besten aktuellen solcher Informationen und deren Konsequenzen für Bezugspunkte für biotechnologische Nomenklatur und die Zukunft bekannt gemacht werden. Arbeiten in taxonomische Interpretation sein wird. diesem Bereich werden in Veröffentlichungen www.taxonomicoutline.org. dokumentiert, die sich sowohl mit der Aufklärung besonderer chemischer Strukturen, als auch mit der Die Bedeutung der chemischen Zusammensetzung von umfassenderen Charakterisierung von Stämmen, Prokaryonten einschließlich der Ermittlung von Genomsequenzen, befassen. Die zunehmende Inanspruchnahme der Mitarbeiter: Dr. B.J. Tindall Analyse von polaren Lipiden und Chinonen durch Kunden im Rahmen der Zusammenarbeit mit der Bei einer enormen Zunahme der Kenntnisse über die Arbeitsgruppe „Mikrobielle Identifizierung“ nutzt die chemische Vielfalt der Prokaryonten in den vergangenen bestehenden und wachsenden Erfahrungen auf diesem 50 Jahren sind diese Kenntnisse inzwischen auf nur eine Sektor. kleine Gruppe von Wissenschaftlern reduziert.

Prosthecomicrobium sp. ©DSMZ/Dr. M. Rohde, HZI

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 31 3.1.1.5. Archaea und extremophile Bakterien AG-Leiter: Dr. Stefan Spring

Den Sammlungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe Archaea ist der Bestand an Typstämmen innerhalb des bilden neben strikt anaeroben vorwiegend Sammlungsbereichs fast vollständig. thermophile und acidophile Mikroorganismen. Weiterhin fast vollständige Sammlungen bestehen bei Das phylogenetische Spektrum innerhalb dieses sulfat-reduzierenden Bakterien und der Gattung Sammlungsbereichs umfasst neben den Archaea, Clostridium. Ein neuer Forschungsschwerpunkt der die knapp 18% der Typstämme repräsentieren, Arbeitsgruppe ergab sich im Laufe des GEBA Projekts: mehrere tief abzweigende Gruppen der Bakterien Es wird dabei die Fragestellung bearbeitet, inwieweit sowie Vertreter der Clostridien und Proteo- durch die Kombination von Genomanalysen und bakterien, die den Hauptanteil der Sammlung physiologischen Untersuchungen neue Erkenntnisse bilden. Die meisten Stämme dieses Sammlungs- über die Eigenschaften von beschriebenen Bakterien- arten erhalten werden können. Erweiterte Kenntnisse bereichs stellen hohe Anforderungen an die über die phänotypischen Merkmale extremophiler Kultivierungsbedingungen, so dass eine große Bakterien sind eine wichtige Voraussetzung um deren Anzahl an verschiedenen Medien hergestellt und ökologische Bedeutung besser zu verstehen [1]. auf Vorrat gehalten werden muss. Obgleich in dieser Gruppe nur gut 8% der Stämme des Bereichs Die Projekte der Arbeitsgruppe widmen sich den Mikroorganismen aufbewahrt werden, finden dort folgenden Aspekten: fast 40% aller vorhandenen Medien Verwendung. Ein Schwerpunkt der sammlungsspezifischen ? Phylogenetische Einordnung von unkultivierten Forschung besteht in der Optimierung des Stämmen und Neubeschreibung von Isolaten Wachstums von Stämmen, die hohe Ansprüche an ? Vergleichende Genomanalysen von relevanten Arten die Kultivierungsbedingungen stellen sowie in der derArchaea und extremophilen Bakterien Charakterisierung von Umweltisolaten, die durch ihre Anpassung an extreme Standorte interessante ? Charakterisierung von Vertretern einer neuen Familie Eigenschaften erworben haben. von aeroben photosynthetischen Mikroorganismen innerhalb der Gammaproteobakterien

Ausgewählte Projekte

Phylogenetische Einordnung von unkultivierten Stämmen und Neubeschreibung von Isolaten Mitarbeiter: Dr. S. Spring, Dr. C. Spröer, A. Fiebig Die phylogenetische Klassifizierung von unkultivierten Arten stellt einen wesentlichen Aspekt der mikrobiellen Ökologie dar. In Zusammenarbeit mit D. Cummings (Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, USA) konnte z.B. eine mikrobielle Anreicherung in kontaminiertem Tiefenwasser phylogenetisch analysiert werden. Eine Vielzahl von hinterlegten Stämmen in diesem Sammlungsbereich Rasterelektronenmikroskopisches Bild von Pyrolobus fumarii wurden nie als Typstämme publiziert. Von den meisten DSM 11204T. Dieser Stamm ist extrem thermophil und besitzt ein dieser Stämme fehlt eine hinterlegte 16S rRNA Temperaturoptimum von 106°C. ©DSMZ Gensequenz. Als erster Schritt zur Charakterisierung dieser „Orphan“ Stämme wurde daher eine Teilsequenz Aktuelle Entwicklungen der 16S rRNA hergestellt. Mehrere dieser Stämme Es hat sich gezeigt, dass die Anzahl an hinterlegten stellen demnach zumindest neue Arten dar. Einer dieser Stämmen in diesem Sammlungsbereich über die Jahre Stämme wurde bereits vollständig charakterisiert und als relativ konstant bleibt und zwischen 50 und 100 neue Art beschrieben [2]. schwankt. Im Jahr 2011 wurden insgesamt 80 neue Stämme in die Sammlung aufgenommen. Damit ist auch Teilprojekt: für die Jahre 2012 und 2013 mit einer vergleichbaren Isolierung und Charakterisierung von Mikroorganismen Anzahl an Hinterlegungen zu rechnen. Im Vergleich zu aus kalzifizierenden mikrobiellen Matten eines hyper- der Anzahl der gültig veröffentlichten Artnamen von salinen Sees auf Kiritimati (Kiribati, Südpazifik)

32 Wissenschaftliche Kulturensammlungen Auf Kiritimati, einer kleinen Insel im Südpazifik wurden Der Genom-sequenzierte Stamm Congregibacter litoralis vor einiger Zeit mikrobielle Matten entdeckt, die offen- DSM 17192T wurde in den letzten Jahren detailliert sichtlich für die Kalzifizierung von Sedimenten in hyper- untersucht, insbesondere um die Bedeutung von salinen Seen verantwortlich sind. Diese Matten stellen Photosynthesegenen für den Stoffwechsel dieses ein interessantes Modellsystem für die Untersuchung Bakteriums herauszufinden [3]. In zukünftigen Projekten biologisch induzierter Mineralisationsprozesse dar. soll der Stamm DSM 17192T mit weiteren Umwelt- Auf einer Expedition im März 2011 wurden aus verschie- isolaten aus dieser Gruppe verglichen werden, so dass es denen Schichten des Mattensystems Proben genommen. möglich sein sollte, eine neue Familie von aeroben anoxygenen phototrophen Bakterien innerhalb der Gammaproteobakterien zu definieren.

Teilprojekt: Vergleichende Untersuchung von Genom- sequenzierten Stämmen, die mit Congregibacter litoralis eine phylogenetische Gruppe bilden In den letzten Jahren ist eine große Anzahl von 16S rRNA Gensequenzen aus marinen Umweltproben erhalten worden, die eine bestimmte Gruppe innerhalb der Gammaproteobakterien repräsentieren. Der Stamm C. litoralis DSM17192T repräsentiert eine Entwicklungslinie innerhalb dieser Gruppe, die an marinen Standorten Probe einer mikrobiellen Matte aus Lake 21 (Christmas weitverbreitet ist. Weitere 20 Stämme aus dieser Island). Die intensive orange Färbung beruht auf den phylogenetischen Gruppe wurden am MPI für marine Pigmenten phototropher Bakterien. ©DSMZ Mikrobiologie in Bremen isoliert und stehen für vergleichende taxonomische Untersuchungen zur Die entnommenen Proben wurden vor Ort in entspre- Verfügung. Mittlerweile wurden vorläufige Sequenzen chende Anreicherungsmedien angeimpft und bebrütet. der Genome von zwei kultivierten Stämmen dieser An der DSMZ wurden aus den Anreicherungskulturen Gruppe (Ivo14 und Rap1red) bereitgestellt und die und z. T. auch aus den mitgebrachten Mattenproben T phänotypische Charakterisierung des Stammes Ivo14 mittlerweile zahlreiche Reinkulturen isoliert. Es handelt (=DSM 22749T ) konnte abgeschlossen werden. In der sich dabei bisher um 22 anaerobe und 19 aerobe Stäm- Zwischenzeit ist auch die Beschreibung der verwandten me, die durch partielle 16S rRNA Sequenzanalyse vor- ArtChromatocurvus halotolerans publiziert worden. Bei läufig klassifiziert wurden. Die anaeroben Stämme ver- der Beschreibung dieser Art fehlen jedoch Angaben zur teilen sich auf viele verschiedene phylogenetische Chemotaxonomie, so dass diese Daten in Zusammen- Gruppen und beinhalten Vertreter der Methanomicro- arbeit mit dem Identifizierungsdienst der DSMZ bia,,, Clostridia, Deltaproteobacteria Bacteroidia nachgearbeitet werden mussten. Zusätzlich wurde Spirochaetes, Deferribacteresund Chlorobia . festgestellt, dass die als chemoheterotroph Zwei Isolate repräsentieren besonders tief abzweigende beschriebene ArtHaliea rubra photosynthetische Entwicklungslinien innerhalb des PVC Superphylums und Pigmente exprimiert, so dass eine Reklassifizierung in konnten keiner bestehenden Klasse zugeordnet werden. die GattungCongregibacter sinnvoll erscheint. Neben Sieben anaerobe Isolate mit einer 16S rRNA Sequenz- der Bestimmung einiger fehlender chemotaxonomischer ähnlichkeit von jeweils unter 94% zu dem nächst- Daten mussten auch bei dieser Art viele physiologische verwandten Typstamm wurden für eine Genom- Merkmale ergänzt oder neu bestimmt werden. Ein sequenzierung ausgewählt. Parallel wurden Matten- Manuskript mit der Beschreibung des Stammes DSM proben an die Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald 22749T und der Reklassifizierung der Art Haliea rubra geschickt, an der in Zusammenarbeit mit Prof. K. Riedel wurde inBMC Microbiology eingereicht. (Department Infection Biology & Enviromental Proteo- mics) das Metaproteom der verschiedenen Schichten Referenzen: der Matte analysiert werden soll. Die Kombination [1]Spring, S., Scheuner, C. , Lapidus, A., Lucas, S., Glavina Del Rio, T. et al.: The Genome Sequence of Methanohalophilus mahii SLPT reveals kultivierungsunabhängiger Metaproteom-Daten mit den differences in the energy metabolism among members of the Genomanalysen der Isolate könnte neue Aspekte über Methanosarcinaceae inhabiting freshwater and saline environments. die Stoffwechselprozesse in den anoxischen Matten- Archaea2010 , Article ID 690737, 16 p. (2010). schichten enthüllen. [2] Mayilraj,S. , Kaksonen, A. H., Cord-Ruwisch, R., Schumann, P., Spröer, C., Tindall, B. J., Spring, S.:Desulfonauticus autotrophicus sp. nov., a novel thermophilic sulfate-reducing bacterium isolated from oil- production water and emended description of the genus Charakterisierung von Vertretern einer neuen Familie Desulfonauticus. Extremophiles13 , 247-255 (2009) von aeroben phototrophen Mikroorganismen innerhalb [3]Spring, S. , Lünsdorf, H., Fuchs, B. M., Tindall, B. J. : The der Gammaproteobakterien Photosynthetic apparatus and its regulation in the aerobic gammaproteobacteriumCongregibacter litoralis gen. nov., sp. nov. Mitarbeiter: Dr. S. Spring, Dr. C. Spröer, A. Fiebig PLoS ONE4(3) , e4866 (2009).

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 33 3.1.1.6. Bakteriophagen, Plasmide undE. coli -Sammlung AG-Leiterin: Dr. Christine Rohde

Steigendes Interesse anPhagen ist international Therapiephagen aus der Ära von Felix d'Herelle deutlich, aus vielfältigen Gründen: Phagentherapie (Entdecker der Phagen) und George Eliava. als Waffe gegen antibiotikaresistente Bakterien; Diese Phagen wurden in der DSMZ für Forschungs- Phagen zum Schutz gegen Lebensmittel-Keime und kooperationen hinterlegt. Eine Kooperation mit dem IBMV zur lytischen Aktivität des bekannten Therapie- in der Nutztierhaltung sowie als potentielles Mittel phagen Sb-1 gegen MRSA-Stämme der laufenden gegen Pflanzenpathogene; Phagen als Modell- Diagnostik der MHH Hannover wurde erfolgreich systeme humanpathogener Viren oder Indikatoren abgeschlossen (s. Referenzen). Von der Universität in Trinkwasseranalysen; Phagen als evolutiver Bielefeld erhielt die AG Phagen phytopathogener Motor bakterieller Biodiversität, als Objekte der Bakterien. Der Fokus „Phagen gegen P. aeruginosa“ Grundlagenforschung. Diese Gründe sind so führte zur Kooperation im regionalen Verbund (s. wichtig, dass die AG über diverse Aktivitäten eine Referenzen). Diese wurde fortgesetzt mit einem neu fundamentale Erweiterung der Phagensammlung begonnenen Forschungsthema zu Phagen im Kontext anstrebt (Phage Call Projekt, s. Homepage der pathogener Bakterien, die am Mukoviszidose- und DSMZ). Auch wenn die DSMZ mit ca. 200 Phagen COPD-Geschehen beteiligt sind (Burkholderiales ). hinter dem Felix d'Herelle Center und der ATCC steht, wurde sie wegen ihrer Expertise als eine dieser drei führenden Phagensammlungen bezeichnet.

Die DSMZ leitete im EU-Projekt CABRI die Erstellung harmonisierter Methoden-Guidelines für Phagen- sammlungen (http://www.cabri.org/guidelines/ phages/phcover.html). So stellt die Phagensammlung ein DSMZ-Alleinstellungsmerkmal dar. Bisher enthält sie Coli-phagen, eine Spezialsammlung von Actinophagen, Phagen fürSerratia marcescens , Pseudomonas aeruginosa und andere Bakterien. Insbesondere begann der Aufbau der Phagensammlung für pathogene Bakterien. Eliava-Phage 154, Foto: Eliava-Institut

Die Sammlung der ca. 250Plasmide beinhaltet Plasmide: die Sammlungserweiterung der Plasmide trat Vektoren, meist inE. coli, Resistenzplasmide, zu Gunsten der Phagenbedeutung zurück, zumal die häufig in pathogenen Bakterien, degradative Plasmide Bereitschaft zur Hinterlegung interessanter Plasmide zum Abbau diverser Noxen, Plasmide aus verschiedenen nicht zunahm. Hinterlegung nur für Forschungszwecke biotechnologischen Gebieten und gestaltet sich aus der war eindeutige Tendenz. Die AG bleibt aber auch unter Hinterlegungswilligkeit der wissenschaftlichen MTA-Bedingungen offen für Plasmid-Hinterlegungen aus Öffentlichkeit. der gesamten Bakteriendiversität. DieE. coli-Sammlung mit ca. 500 Stämmen besteht aus E. coli-Stämme: der Bestand anE. coli -Mutanten wuchs Mutanten und Referenzstämmen für verschiedenste leicht. Bestandslücken konnten bei einigen Pathotypen Anwendungen sowie aus pathogenen Serotypen / (ETEC, EPEC, EIEC) ausfindig gemacht werden. Dieser Pathotypen, darunter die Kapseltyp-sammlung von M. Lückenschluss aus Quellen wie Robert-Koch-Institut und Achtman. Die Bedürfnisse anE. coli -Stämmen in der BfR, Bundesinstitut für Risikobewertung, ist beabsichtigt, wissenschaftlichen Öffentlichkeit dürfte von der DSMZ um den medizinischen Bereich besser zu bedienen. mit Ausnahme einiger Pathotypen abgedeckt sein.

Aktuelle Entwicklungen: Die Projekte der Arbeitsgruppe widmen sich den folgenden Aspekten: Phagen: 2011 wurden die Lücken der noch nicht getrockneten Phagen der DSMZ geschlossen. Bei inter- ? Isolierung und Charakterisierung neuer Phagen aus nationalen Tagungen wurden neue Sammlungs- und diversen Habitaten für die Sammlung und Forschungskooperationen für die DSMZ eingeleitet. Die sammlungsbezogene Forschung DSMZ nahm weitere neue Phagen aus dem Eliava ? Wirtsspektrentests mit den Phagen der vorhandenen Institute of Bacteriophage, Microbiology and Virology Sammlung und mit Phagen gegen Staphylococcus (IBMV), Tiflis, in die öffentliche Sammlung auf und ist aureus gegen MRSA-Stämme aus der laufenden auch das „zweite Zuhause“ bekannter alter Eliava- Diagnostik der MHH Hannover

34 Wissenschaftliche Kulturensammlungen ? Erweiterung der Phagensammlung Erweiterung der Phagensammlung ? Plasmidphylogenie: Diversität und Verwandtschaft Beteiligte: Dr. C. Rohde, Dr. J. Sikorski, Dr. J. Wittmann, von Plasmiden inBacillus simplex -Isolaten des B. Henze, PD Dr H.-P. Klenk „Evolution Canyon“ Projekts Ziel der AG ist die Verzehnfachung der Zahl der Samm- Forschung an neuen lytischen und lysogenen Phagen im lungs-Phagen in den nächsten 10 Jahren, zur stabilen Kontext der pathogenen bakteriellen Spezies, die am Langzeiterhaltung der breiten Phagendiversität für Mukoviszidose- und COPD-Geschehen beteiligt sind künftige Generationen. Eine so substantiell vergrößerte (OrdnungBurkholderiales ) Sammlung soll Grundstock für intensive sammlungsbezogene Forschung werden, wiederum angewandter und akademischer Grundlagenforschung zuarbeitend. Ausgewählte Projekte Phagen gegen pathogene Bakterien sollen aber einen Isolierung und Charakterisierung neuer Phagen aus Schwerpunkt bilden. Drei Ziele sind vordergründig: diversen Habitaten für die Sammlung und Sammlungserweiterung für internationalen Service und sammlungsbezogene Forschung für Anwendung und Forschung, tieferes Verständnis der Teilprojekt: Isolierung und Charakterisierung neuer Phagenbiologie im evolutiven Kontext ihrer bakteriellen Phagen gegen Starterkulturen aus Rohmilch Wirte (Phagen als evolutive Kräfte) und Mitwirken an Projekten zur therapeutischen Phagenanwendung. Diese Beteiligte: T. Schindler, Dr. C. Rohde, B. Henze Aspekte benötigen einen großen Phagen-Pool und In der milchverarbeitenden Industrie stören immer geeignete Bakterienwirte. Somit verbinden die Aspekte wieder Phagen die Säuerungsprozesse der Sammlung und Forschung an der DSMZ. Starterkulturen. In einer Diplomarbeit konnten fünf neue Plasmidphylogenie: Diversität und Verwandtschaft von lytische Phagen aus Kuhrohmilchmolke und einer aus Plasmiden inBacillus simplex -Isolaten des „Evolution Ziegenrohmilchmolke isoliert und prächarakterisiert Canyon“ Projekts werden. Sie wurden alsMyoviridae und Siphoviridae klassifiziert, waren lytisch gegen jeweils mehrere Beteiligte: Dr. J. Sikorski, Dr. C. Rohde, B. Henze, PD Dr. J. Stämme von Subspecies vonLactococcus lactis und Petersen, O. Päuker Leuconostoc spp., aus einem großen Spektrum Der physikalische Nachweis, die Diversität bzw. industrieller Starterkulturen. Diese neuen wertvollen Verwandtschaft von Plasmiden in Isolaten einer Bacillus Phagen ergänzten bereits bestehende Befunde und simplex-Population des „Evolution Canyon“ Projekts mit Kenntnisse der Milchindustrie. Wichtige Novität ist der 130 Stämmen bietet einen reichen Plasmidpool zur Phage aus Ziegenrohmilchmolke. Untersuchung der Plasmidphylogenie als Mosaikstein Wirtsspektrentests mit den Phagen der vorhandenen innerhalb der bereits intensiven Untersuchung anderer Sammlung und mit Phagen gegen Staphylococcus Aspekte dieser Stämme. Phlylogenetisch divergente B. aureus gegen MRSA-Stämme aus der laufenden simplex Isolate der afrikanischen (trocken-heißen) und Diagnostik der MHH Hannover europäischen (feucht-kühlen) Canyon-Seite (Israel) zeigen überraschend ähnliche Restriktionsmuster. Daher Teilprojekt: Wirtsspektrentests mit Phagen gegen wurden ausgewählte Plasmide dieser Isolate mittels Staphylococcus aureus gegen MRSA-Stämme aus der Subklonierungsstrategie sequenziert. Sequenzvergleiche laufenden Diagnostik der MHH Hannover belegen den Erwerb eines typischen chromosomalen Beteiligte: Eliava-Institut IBMV (Tiflis), Prof. S. Suerbaum Operons durch lateralen Gentransfer. Sequenzanalysen (MHH), C. Rohde weiterer Plasmide deuten auf horizontale Verbreitung Die Zunahme multiresistenter klinisch bedeutsamer der Plasmide innerhalb derB. simplex Population, aber Bakterien wieStaphylococcus aureus nimmt weltweit auch auf Rekombinationen zwischen homologen bedrohlich zu. MRSA (Methicillin-resistenteS. aureus ) Plasmiden. wurden zur ernsten Bedrohung von Patienten und Referenzen: führen zu immer häufigeren Todesfällen. Phagentherapie K. Selezska,M. Kazmierczak , M. Müsken, J. Garbe, M. Schobert, S. als letzte Waffe gegen solche Keime hat neuen Grund Häussler, L. Wiehlmann,C. Rohde , J. Sikorski : Pseudomonas aeruginosa population structure revisited under environmental focus: gewonnen. Unter dem 2008 zwischen DSMZ und IBMV impact of water quality and phage pressure. Environ. Microbiol. (2012) vereinbarten Memorandum of Understanding wurden in 14(8), 1952-1967 Kooperation mit dem IMBV unter einer Vielzahl von L. Kvachadze, N. Balarjishvili, T. Meskhi, E. Tevdoradze, N. Skhirtladze, T. MRSA auch MRSA-Isolate der laufenden Diagnostik der Pataridze, R. Adamia, T. Topuria, E. Kutter,C. Rohde , M. Kutateladze: MHH gegen neun potentielleS. aureus -Therapiephagen Evaluation of lytic activity of staphylococcal bacteriophage Sb-1 against freshly isolated clinical pathogens. Microbial Biotechnol. (2011)4 (5), des IBMV getestet, einer davon der bekannte Phage Sb- 643-650 1, der schon intravenös eingesetzt wurde. Alle Phagen C. Rohde& J. Sikorski : Bakteriophagen - Vielfalt, Anwendung und ihre zeigten hohe Lysefähigkeit gegen die klinischen MRSA. Bedeutung für die Wissenschaft vom Leben. Naturwiss. Rundschau Die Resultate waren für weitere Vorgehensweisen sehr (2011)751 , 5-14 vielversprechend (s. Referenzen). J. Garbe, A. Wesche,B. Bunk , M. Kazmierczak , K. Selezska, C. Rohde , J. Sikorski, M. Rohde, D. Jahn, M. Schobert: Characterization of JG024, aPseudomonas aeruginosa PB1-like broad host range phage under simulated infection conditions. BMC Microbiol. (2010)10 : 301

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 35 3.1.1.7. Medizinische Mikrobiologie AG-Leiterin: PD Dr. Sabine Gronow

Die Arbeitsgruppe Medizinische Mikrobiologie zugänglich, z.T. gar nicht mehr erhältlich. Hier finden sich betreut überwiegend medizinisch relevante Taxa, hauptsächlich Vertreter der intrazellulären Mikroorga- wobei auch solche mit veterinärmedizinischer nismen oder Spezies der GattungenTreponema und Borrelia. Bedeutung eingeschlossen sind. Es werden unter anderem die GattungenBordetella , Borrelia, Campylobacter, Enterococcus, Helicobacter, Legionella, Listeria, Neisseria,, Staphylococcus Streptococcusund Treponema , sowie die Familien derPasteurellaceae und der Bacteroidaceae betreut. Ein besonderer Schwerpunkt der Medizinischen Mikrobiologie ist die Sammlung wichtiger intrazellulärer Pathogene und schwer kultivierbarer Mikroorganismen wie Vertreter der Chlamydiaceae,der Leptospiren und der Molli- cutes. Erste Exemplare aus der Gruppe der Rickettsien wurden ebenfalls hinterlegt. Eine Aufnahme weiterer Typstämme der Rickettsien steht noch aus. Im Rahmen von Umstrukturierun- Borrelia burgdorferi DSM 4680T ©DSMZ gen innerhalb des Bereichs Mikroorganismen wurde die FamilieRhizobiaceae und Teile der Rhodobacteraceae in die Medizinische Mikro- Die Projekte der Arbeitsgruppe widmen sich den folgenden Aspekten: biologie verlagert. ? Durchführung von Antibiotika-Resistenztests und weiteren Spezialtests auf Kundenwunsch ? Etablierung von Methoden zur Kultivierung, Identifizierung und Konservierung von Chlamydien und Mollicutes ? Charakterisierung und Taxonomie neuer Stämme

Ausgewählte Projekte:

Charakterisierung von Riemerella-verwandten Stämmen In Zusammenarbeit mit Dr. Erhard von RIPAC-LABOR Zellen vonXenopus laevis infiziert mit GmbH, Potsdam, soll eine Reihe von gesammelten Diplorickettsia massiliensis DSM 23381T (Giemsa Färbung)©DSMZ Isolaten näher charakterisiert werden. Darunter befinden sich vermutlich mehrere neue Spezies der GattungRiemerella , aber auch zwei Vertreter einer Aktuelle Entwicklungen: putativen neuen Gattung im engen Umfeld von Seit der Gründung der Arbeitsgruppe im Jahr 2006 Riemerella. wuchs diese Sammlung von 692 auf 1.906 Stämme bis zum Jahresende 2011. Inzwischen konnten große Teile Charakterisierung von Pasteurella-verwandten der Sammlung medizinisch relevanter Organismen Stämmen komplettiert werden. Im Bereich der intrazellulären In Zusammenarbeit mit Frau Dr. Taureck vom LUA Bakterien gibt es noch größere Lücken. Da die Kulti- Dresden soll eine Reihe von gesammelten Isolaten aus vierung und Lagerung dieser Organismen sehr viel Zeit Schildkröten näher charakterisiert werden. Die nächste kostet und arbeitsintensiv ist, kann die Akquirierung nur Zugehörigkeit wurde bislang zu den Gattungen in kleinen Schritten vorgenommen werden. Insgesamt Pasteurellaund Chelonobacter ermittelt. fehlen noch etwa 20% aller beschriebenen Typstämme in dieser Arbeitsgruppe. Von diesen fehlenden Stämmen sind ca. 20% in gar keiner Sammlung vorhanden oder aber nicht erhältlich, mehr als 20% sind nur in einer einzigen anderen Sammlung vorhanden und schwer

36 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 3.1.1.8. Pilze und Hefen AG-Leiter: Dr. Peter Hoffmann

Die Bedeutung von Pilzen für die biotechnische Eine Verbesserung konnte in vielen Fällen durch den Forschung sowie Umweltanalysen führte zu einem Einsatz optimierter Wuchsmedien und spezieller Ausbau der Sammlung und einer zunehmenden Trägermaterialien erreicht werden. Die physiologischen Inanspruchnahme der Serviceleistungen der Ursachen dieses verbesserten Überlebens sind bisher nicht bekannt; möglicherweise ist die erhöhte Bildung Fachabteilung. Die Gefriertrocknung von Pilzen extrazellulärer Polysaccharide im Rahmen der Bildung erfordert einen hohen Zeitaufwand und kann nur eines Biofilms beteiligt. Es wird versucht, dieses durchgeführt werden, wenn der Stamm ausrei- Phänomen durch physiologische und bildgebende chend Konidien bildet. Um den Versand von Stäm- Verfahren aufzuklären. men der Sammlung zu vereinfachen, wird eine verstärkte Lyophilisierung von Pilzen und Hefen Anwendung der Lyophilisation auf Myzelien und angestrebt. vergleichbare Stadien von Pilzen, die das Ab dem 10.09.2012 tritt Dr. Andrej Yurkov die Standardverfahren nicht überleben Nachfolge des bisherigen Arbeitsgruppenleiters Mitarbeiter: Dr. P. Hoffmann Dr. P. Hoffmann an. (bis 30.09.2012, danach Dr. A. Yurkov) Die Gefriertrocknung hat ihre besonderen Vorteile bei Aktuelle Entwicklungen unkomplizierter Lagerung und schnellem Versand, Die Ausrichtung der Sammlung wurde von Anfang an während es besonders beim internationalen Transport durch Anwendungsaspekte bestimmt. Der Schwerpunkt von Aktivkulturen immer wieder zum Verlust der liegt auf Isolaten mit speziellen Eigenschaften von Lebensfähigkeit der Kultur kommt. Bei konsequenter biotechnischer Bedeutung (Prüfstämme aus nationalen Vermeidung von Gefriertemperaturen und Verwendung und internationalen Normen, Bildung von Enzymen, spezieller Schutz- und Trägermaterialien ist es in Sekundärmetaboliten oder morphogenetischen wenigen Fällen (Pleurotus ostreatus , Schizophyllum Sequenzen). Die Aufnahme neuer Arten spielt in diesem commune) gelungen, auch reine Myzelien von Basidio- Sammlungsbereich nur eine untergeordnete Rolle, um myzeten durch Trocknung zu konservieren und mehrere Überschneidungen und Redundanzen mit anderen Jahre lebensfähig zu erhalten. Möglicherweise steht mykologischen Servicesammlungen zu vermeiden. dieses Verhalten in Zusammenhang mit der bei der Notwendig ist sie für die Bereithaltung von wichtigen Tieftemperaturkonservierung beobachteten Verbes- Referenzstämmen im Rahmen des Identifizierungs- serung des Überlebens durch Biofilmbildung. service. Die aktive Aufnahme von Kulturen nach intensiver Literatursuche ist inzwischen in eine Konsoli- Überprüfung der Taxonomie von Referenzstämmen dierungsphase eingetreten, die sich weitgehend auf Mitarbeiter: Dr. P. Hoffmann Kundenwünsche stützt, um bestehende Lücken des (bis 30.09.2012, danach Dr. A. Yurkov) Angebots zu füllen bzw. Kulturen aufzunehmen, die als wichtiger Bestandteil von Publikationen auf Wunsch der Neue Erkenntnisse der taxonomischen Forschung führen Autoren oder Editoren oder als Patentanmeldungen für häufig zur Aufspaltung von Gattungen und Arten und der die Wissenschaft erhalten werden sollen. Beschreibung neuer Spezies. Die in der DSMZ vorhandenen Kulturen müssen dann Die Projekte der Arbeitsgruppe widmen sich der entsprechend den neuen Kriterien überprüft und unter methodenspezifischen Forschung. Umständen neu klassifiziert werden. Dies soll nicht nur den aktuellen Stand der Forschung widerspiegeln, Methodenspezifische Forschung sondern ist auch im Hinblick auf die Risikoeinstufung der Organismen von Bedeutung, wenn die neue Diese Forschungsbereiche sind als Daueraufgaben zur Klassifizierung hier zu einer Änderung der bisherigen Verbesserung der Sammlungsarbeit angelegt. Mit dem Zuordnung führt. Wechsel in der Leitung der Arbeitsgruppe wird die thematische Ausrichtung ebenfalls inhaltlich angepasst und verändert werden.

Weiterentwicklung und Verbesserung der Konservierungsmethoden Mitarbeiter: Dr. P. Hoffmann (bis 30.09.2012, danach Dr. A. Yurkov) Symbiontische Pilze (Mykorrhizabildner) lassen sich oft nicht oder nur schlecht längerfristig konservieren. ©DSMZ

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 37 3.1.2. Erhaltung und Erweiterung der Sammlung

Der Bestand an Mikroorganismen in der öffentlichen Stämme bei der DSMZ hinterlegt. Unter Mitwirkung des Sammlung betrug zum Jahresende 2011 insgesamt Bereichs Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung 20.737 Stämme, die zu Forschungs- und Servicezwecken (Prof. Overmann) werden auch schwierigere, mit in über 270.000 Ampullen vorgehalten werden. klassischen Methoden nicht kultivierbare Bakterien Stämme, die nicht bei der DSMZ hinterlegt wurden, (derzeit v.a.Acidobacteria , oligotrophe Sphingo- werden von den Autoren angefordert, insofern die monadaceae) und Archaea für die Sammlung zugänglich Mikroorganismen von biotechnologischer Relevanz sind gemacht. oder Produkte synthetisieren, die von kommerziellem Interesse sind. Im Einzelnen betreuen die Kuratoren der jeweiligen Weiterhin ist vorgesehen, die Sammlung von Qualitäts- Arbeitsgruppen mit ihren technischen Mitarbeitern die kontrollstämmen für medizinisch/hygienische Labora- folgenden, öffentlichen Bestände: torien zu vervollständigen. Zusätzlich werden seit Mitte 2010 alle am Joint Genome Institut (JGI) sequenzierten Archaea und Bakterien-

gesamt davon nur als Mikroorganismen 2011 Aktivkulturen verfügbar Actinomycetales 3.780 79 Archaea und extremophile Bakterien 1.706 825 Filamentöse Bakterien 50 33 Gram-negative Bakterien 4.653 3.102 Gram-positive Bakterien 3.342 193 Halophile und phototrophe Mikroorganismen 2.006 300 Medizinisch relevante Bakterien 1.485 134 Pilze und Hefen 2.823 2.087 Plasmide und Bakteriophagen 892 329 Gesamt 20.737 7.082

Der gesamte Sammlungsbestand des Bereichs Bakterien (80), Filamentöse Bakterien (2), Gram- Mikroorganismen wurde bis zum Ende des Jahres 2011 negative Bakterien (154), Gram-positive Bakterien (309), um insgesamt 1.059 Stämme erweitert, die sich wie folgt Halophile und phototrophe Mikroorganismen (179), auf die jeweiligen Arbeitsgruppen verteilten Medizinisch relevante Bakterien (189), Pilze und Hefen Actinomycetales (128), Archaea und extremophile (13), Plasmide und Bakteriophagen (5).

Neuaufnahmen Mikroorganismen 2011 Actinomycetales

Archaea/extremophile Bakterien

Filamentöse Bakterien

Gram-neg. Bakterien

Gram-pos. Bakterien

Halophile/phototrophe Bakterien

Medizinisch relevante Bakterien

Pilze/Hefen

Plasmide/Bakteriophagen

38 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 3.1.2. Neubeschreibungen und Reklassifizierungen im Bereich Mikroorganismen

Im Jahr 2011 erfolgten mit Beteiligung der DSMZ folgende Neubeschreibungen und Emendierungen:

Gattungen: Auritidibacter gen. nov. Yassin, Hupfer, Siering,Klenk and Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum subsp. nov. Schumann 2011 Borriss, Chen, Rueckert, Blom, Becker, Baumgarth, Fan, Aureimonas gen. nov.Rathsack , Reitner, Stackebrandt Pukall,Schumann , Spröer , Junge, Vater, Pühler and andTindall 2011 Klenk 2011 Calidifontibacter gen. nov. Ruckmani, Kaur,Schumann , Bacillus hemicentroti sp. nov. Chen, Zhang, He,Klenk , Klenk and Mayilraj 2011 Xiao, Zhu, Tang and Li 2011 Kroppenstedtia gen. nov.von Jan , Riegger, Pötter , Bacillus nanhaiensis sp. nov. Chen, Zhang, Zhang, He, Schumann, Verbarg , Spröer , Rohde, Lauer, Labeda and Klenk, Tang, Zhang and Li 2011 Klenk 2011 Bacillus thermolactis sp. nov. Coorevits, Logan, Dinsdale, Rhabdothermus gen. nov. Steinsbu,Tindall , Torsvik, Halket, Scheldeman, Heyndrickx,Schumann , Van Thorseth, Daae and Pedersen 2011 Landschoot and De Vos 2011 Herbiconiux gen. nov. Behrendt,Schumann , Hamada, Bacillus xiaoxiensis sp. nov. Chen, Zhang, Chen,Klenk , Suzuki,Spröer and Ulrich 2011 He, Tang, Cui and Li 2011 Trueperella gen. nov. Yassin, Hupfer, Siering and Calidifontibacter indicus sp. nov. Ruckmani, Kaur, Schumann 2011 Schumann, Klenk and Mayilraj 2011 Cellulomonas phragmiteti sp. nov. Rusznyák, Tóth, Schumann, Spröer , Makk, Szabó, Vladár, Márialigeti and Species und Subspecies Borsodi 2011 Actinopolyspora alba sp. nov. Tang, Wang,Klenk , Shi, Herbiconiux ginsengi comb. nov. (Qiu, Huang, Sun, Lou, Zhang, Chen, Ruan and Li 2011 Zhang, Liu and Song 2007) Behrendt,Schumann , Actinopolyspora erythraea sp. nov. Tang, Wang,Klenk , Hamada, Suzuki,Spröer and Ulrich 2011 Shi, Lou, Zhang, Chen, Ruan and Li 2011 Kroppenstedtia eburnea sp. nov.von Jan , Riegger, Aeromonas rivuli sp. nov. Figueras, Alperi, Beaz-Hidalgo, Pötter, Schumann , Verbarg , Spröer , Rohde, Lauer, Stackebrandt, Brambilla , Monera and Martínez-Murcia Labeda andKlenk 2011 2011 Leucobacter chromiiresistens sp. nov. Sturm, Jacobs, Agrococcus carbonis sp. nov. Dhanjal, Kaur, Korpole, Spröer, Schumann and Gescher 2011 Schumann, Cameotra, Pukall , Klenk and Mayilraj 2011 Anoxybacillus eryuanensis sp. nov. Zhang, Huang, Pan, Methylobacterium marchantiae sp. nov. Schauer, Zhang, Wei,Klenk , Tang, Li and Zhang 2011 Kämpfer, Wellner,Spröer and Kutschera 2011 Anoxybacillus tengchongensis sp. nov. Zhang, Huang, Microbacterium arthrosphaerae sp. nov. Kämpfer, Rekha, Pan, Zhang, Wei,Klenk , Tang, Li and Zhang 2011 Schumann, Arun, Young, Chen and Sridhar 2011 Arthrobacter equi sp. nov. Yassin,Spröer , Siering, Hupfer Myceligenerans halotolerans sp. nov. Wang, Tang, Li, andSchumann 2011 Lou, Mao, Jin,Klenk , Zhang and Li 2011 Aureimonas altamirensis comb. nov. (Jurado, González, Mycobacterium europaeum sp. nov. Tortoli, Böttger, Laiz, Saiz-Jimenez 2006)Rathsack , Reitner, Stackebrandt Fabio, Falsen, Gitti, Grottola,Klenk , Mannino, Mariottini, andTindall 2011 Messinò, Pecorari and Rumpianesi 2011 Aureimonas frigidaquae comb. nov. (Kim, Hoa, Baik, Park Neisseria shayeganii sp. nov. Wolfgang, Carpenter, Cole, and Seong 2008) Rathsack, Reitner,Stackebrandt and Gronow, Habura, Jose, Nazarian, Kohlerschmidt, Tindall 2011 Limberger, Schoonmaker-Bopp,Spröer and Musser 2011 Aureimonas ureilytica comb. nov. (Weon, Kim, Yoo, Joa, Neisseria wadsworthii sp. nov. Wolfgang, Carpenter, Lee, Zhang, Kwon and Koo 2007)Rathsack , Reitner, Cole,Gronow , Habura, Jose, Nazarian, Kohlerschmidt, Stackebrandtand Tindall 2011 Limberger, Schoonmaker-Bopp,Spröer and Musser 2011 Auritidibacter ignavus sp. nov. Yassin, Hupfer, Siering, Klenkand Schumann 2011 Nocardia artemisiae sp. nov. Zhao, Li, Zhu,Klenk , Xu and Li 2011 Bacillus alkalisediminis sp. nov. Borsodi, Pollák, Kéki, Rusznyák, Kovács,Spröer , Schumann , Márialigeti and Nocardia niwae sp. nov. Moser,Klenk , Schumann , Tóth 2011 Pötter, Lasker, Steigerwalt, Hinrikson and Brown 2011 Nocardioides hungaricus sp. nov. Tóth, Kéki, Makk, Homonnay, Márialigetiand Schumann 2011

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 39 Nocardiopsis arvandica sp. nov. Hamedi, Undibacterium parvum sp. nov. Eder, Wanner, Ludwig, Mohammadipanah,Pötter , Spröer , Schumann , Göker Busse, Ziemke-Kägeler andLang 2011 andKlenk 2011 Vibrio mangrovi sp. nov. Rameshkumar,Spröer , Lang Ottowia pentelensis sp. nov. Felföldi, Kéki, Sipos, and Nair 2011 Márialigeti,Tindall , Schumann and Tóth 2011 Yaniella fodinae sp. nov. Dhanjal, Ruckmani, Cameotra, Peptoniphilus methioninivorax sp. nov. Rooney, Swezey, Pukall, Klenk and Mayilraj 2011 Pukall, Schumann and Spring 2011 Polynucleobacter acidiphobus sp. nov. Hahn,Lang , Tarao and Brandt 2011 Emendierungen Polynucleobacter rarus sp. nov. Hahn,Lang , Tarao and Actinopolyspora genus Gochnauer, Leppard, Komaratat, Brandt 2011 Kates, Novitsky and Kushner 1975 emend. Tang, Wang, Rhabdothermus arcticus sp. nov. Steinsbu,Tindall , Klenk, Shi, Lou, Zhang, Chen, Ruan and Li 2011 Torsvik, Thorseth, Daae and Pedersen 2011 Arcanobacterium gen. nov. Collins, Jones and Schofield Rhizobium pusense sp. nov. Panday,Schumann and Das 1983 emend. Lehnen, Busse, Frölich, Krasinska, Kämpfer 2011 and Speck 2006 emend. Yassin, Hupfer, Siering and Schumann 2011 Streptomyces youssoufiensis sp. nov. Hamdali, Virolle, von Jan, Spröer , Klenk and Ouhdouch 2011 Aurantimonas coralicida sp. nov. Denner, Smith, Busse, Schumann, Narzt, Polson, Lubitz and Richardson 2003 Trueperella abortisuis comb. nov. (Azuma, Murakami, emend.Rathsack , Reitner, Stackebrandt and Tindall Ogawa, Okada, Miyazaki and Makino 2009) Yassin, 2011 Hupfer, Siering andSchumann 2011 Aurantimonas gen. nov. Denner, Smith, Busse, Trueperella bernardiae comb. nov. (Funke, Pascual, Schumann, Narzt, Polson, Lubitz and Richardson 2003 Fernandez-Garayzabal, Weiss and Collins 1995) Yassin, emend.Rathsack , Reitner, Stackebrandt and Tindall Hupfer, Siering andSchumann 2011 2011 Trueperella bialowiezense comb. nov. (Lehnen, Busse, Bacillus thermoamylovorans sp. nov. Combet-Blanc, Frölich, Krasinska, Kämpfer and Speck 2006) Yassin, Ollivier, Streicher, Patel, Dwivedi, Pot, Prensier and Garcia Hupfer, Siering andSchumann 2011 1995 emend. Coorevits, Logan, Dinsdale, Halket, Trueperella bonasi comb. nov. (Lehnen, Busse, Frölich, Scheldeman, Heyndrickx,Schumann , Van Landschoot and Krasinska, Kämpfer and Speck 2006) Yassin, Hupfer, De Vos 2011 Siering andSchumann 2011 Dermacoccaceae fam. nov. Schumann and Stackebrandt Trueperella pyogenes comb. nov. (Glage 1903) Yassin, 2000 emend. Ruckmani, Kaur,Schumann , Klenk and Hupfer, Siering andSchumann 2011 Mayilraj 2011 Undibacterium oligocarboniphilum sp. nov. Eder, Fulvimarina gen. nov. Cho and Giovannoni 2003 emend. Wanner, Ludwig, Busse, Ziemke-Kägeler andLang 2011 Rathsack, Reitner, Stackebrandt and Tindall 2011

Thiothrix lacustris, DSM No. 1227 ©DSMZ Nanocystis ©DSMZ

40 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 3.2. Menschliche und Tierische Zellkulturen Abteilungsleiter: PD Dr. Hans G. Drexler

3.2.1. Menschliche und Tierische im Besonderen. Daher wird in der täglichen Routine der Zelllinienbank ein besonderes Augenmerk auf diesen Zellkulturen Aspekt gelegt. In der öffentlichen Zellbank werden mehrheitlich kontinuierliche, immortalisierte Zelllinien vor- Geprüfte humane Modellsysteme für die Forschung: gehalten. Die Sammlung von menschlichen Zellen ist „Fingerprinting“ von Zelllinien fokussiert auf Tumorzelllinien, die in der Wissenschaft Eine unverzichtbare Vorbedingung für die verlässliche als Modellsysteme von großer Bedeutung sind.Die Forschung ist die Verwendung von Zelllinien mit sammlungsbezogene Forschung konzentriert sich auf geprüfter Identität. Diese auch als Authentifizierung hämatopoietische Zelllinien (z.B. menschliche bekannte Qualitätskontrolle wird in der DSMZ an Leukämie-Lymphom Zelllinien) und befasst sich polymorphen Mikrosatelliten, sogenannten short tandem besonders mit der Ausarbeitung von neuen repeats (STRs) des menschlichen Genoms, durchgeführt. Methoden der Zellkultur sowie der Charakterisierung Die zentrale Technik für die Identitätskontrolle basiert auf der wesentlichen Eigenschaften der Zelllinien. Ein einer Methode, in der STR Sequenzen von humanen wichtiges Zukunftsgebiet in der Forschung wird die Zelllinien zunächst kopiert und anschließend einer sehr Analyse von genetischen Veränderungen auf der DNA, präzisen Längenbestimmung unterworfen werden. Die RNA und Proteinebene in Tumorzelllinien sein. Auswertung von insgesamt neun genomischen STR Orten mit Hilfe eines automatischen Fragment Analyse Systems ergibt das spezifische Profil, den sogenannten „genetischen Fingerprint“, für eine Zelllinie. Alle humanen Zelllinien sind nach diesem Verfahren kartiert und werden auf Echtheit geprüft, bevor das gewonnene individuelle STR Muster als Referenz in der STR Datenbank Eingang findet. Hinsichtlich der Referenz- datenbank für STR Profile ist die DSMZ unter den globalen Zellbanken in einer Vorreiterfunktion. Seit 2010 ist die STR Typisierung ein international standardisiertes Verfahren und zeigt ein hohes Differenzierungspotential Maligne Zelllinie, die von einem Patienten mit Hodgkin mit einer Exklusionsrate von einer aus 1,2 x 108 Zelllinien. Lymphom etabliert wurde. In der Riesenzelle sind mehrere Sichere Aussagen bezüglich der Authentizität bei Kerne in der Teilungsphase. ©DSMZ humanen Zelllinien sind dadurch langfristig gewährleistet und international abgesichert. Qualitäts- und Identitätskontrolle und Charakterisierung Alle Zelllinien durchlaufen die Identitäts-, Qualitäts- Sammlungspezifische Forschung und Charakterisierungsprogramme der DSMZ (siehe In der sammlungsspezifischen Forschung werden die www.dsmz.de). Während der Ausschluss von Kontami- methodischen und inhaltlichen Ausrichtungen der nation mit Mikroorganismen (insbesondere mit Myco- Sammlung erarbeitet. Die Fragestellungen sind sowohl plasmen) von jeder Arbeitsgruppe beim Akzessionieren grundlagen- als auch anwendungsorientiert. Die For- der Zelllinien direkt selbst durchgeführt wird (mittels schungsschwerpunkte der sechs Arbeitsgruppen liegen Polymerase-Ketten-Reaktion, PCR), werden spezielle besonders auf den folgenden Gebieten: Testverfahren von den einzelnen AG aufgrund ihres Spezialwissens angewendet (z.B. DNA Fingerprinting, Cytogenetik: Molekulare Cytogenetik zur Detektion cytogenetische Karyotypisierung, Immunophäno- neuer chromosomaler und genetischer Aberrationen typisierung, etc.). Immunologie: Effekte genetischer und epigenetischer Beim Auffüllen der Distribution Stocks erfolgt erneut eine Veränderungen auf Wachstum und Differenzierung von Untersuchung von Viabilität, Wachstum und Freiheit von Leukämie-Zelllinien Verseuchung mit Mikroorganismen (insbesondere Molekularbiologie: Analyse von Mutationen in natürlich mit Mycoplasmen mittels PCR) und eine DNA humanen DNA-Reparatursystemen Fingerprint Analyse. Die Freigabe der neuen Zelllinien Molekulare Genetik: Identifikation und bzw. der aufgefüllten Lots alter Zelllinien erfolgt nach Charakterisierung neuer Onkogene dem Zusammentragen und der Beurteilung aller erhobenen Daten. Virologie: Analyse von Virusexpression in Von besonderer Bedeutung ist die korrekte Identität Zelllinien jeder Zelllinie, sowohl für die Zelllinienbank im Allge- Zellbiologie: Spezifische Detektion nicht-humaner meinen als auch für ihre Anwendung in der Forschung Spezies mittels PCR

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 41 3.2.1.1. AG Cytogenetik Mitarbeiter: Dr. Roderick A.F. MacLeod (AG-Leiter), Dr. Stefan Ehrentraut (Post-Doktorand)

Forschungsprojekt: Hautlymphom – die andere Diese Arbeit bildet weiterhin die Basis eines Forschungs- Art Hautkrebs. antrags, eingereicht bei der Deutschen Forschungsgemein- schaft: “Significance of Gene Alterations in a Cutaneous Jeder hat sicherlich von malignen Melanomen oder Lymphoma Progression Model”. Hautkrebs gehört. Dank aktueller Forschung, vor allem der auf Zelllinien basierten Identifizierung von Veränderungen eines einzelnen Gens (das Gen BRAF), haben wir jetzt ein wesentlich besseres Verständnis dieser Krebsart. Diese Forschung ermöglichte die Entwicklung von „intelligenten“ Therapien, die gegen Zellen mit dem mutierten Gen Analyse der Chromosomen gerichtet sind und die nur minimale Schäden an normalen einer Hautlymphom Zellen bewirken, was wiederum schädliche Nebeneffekte Zelllinie. reduziert. Dargestellt ist der Weniger bekannt und verstanden sind Hautkrebs- Austausch von Chromosomenmaterial erkrankungen, die durch veränderte Blutzellen zwischen den Chromosomen 8 (orange) und 9 (weiß). Diese so hervorgerufen werden. Diese so genannten Hautlympho- genannte Chromosomentranslokation erzeugt die Fusion zweier Gene me, vor allem die lymphomatoide Papillose, können als (PCM1 und JAK2). Ebenfalls wichtig ist der Austausch von kleine, scheinbar unbedeutende Knoten an verschiedenen Chromosomenmaterial zwischen den Chromosomen 10 und 15 Stellen am Körper auftauchen und können ebenso (Pfeile). Die Chromosomen wurden so präpariert, dass jedes der 24 verschiedenen Chromosomen (1-22, X, Y) für sich erkennbar ist. Diese unerwartet wieder verschwinden, im allgemeinen bevor die Analyse bezeichnet man als „Spectral Karyotyping“. ©DSMZ Patienten das Gefühl haben, einen Arzt aufsuchen zu müssen. Weil diese Erkrankungen tatsächlich sehr selten Forschungsprojekt: STAG2 – Inaktivierung induziert mehr sind, sehen sie viele Ärzte, die nicht auf diese Art von als nur chromosomale Umlagerungen Krankheiten spezialisiert sind, als harmlos an. Aber die Krebs wird durch chromosomale Umlagerungen lymphoide Papillose kann als maligne Erkrankung (Rearrangements) verursacht, welche zufällig oder nach zurückkehren und das gesamte lymphatische System Einwirken von Strahlung oder bestimmten Chemikalien befallen. Andere Hautlymphome wie Mycosis fungoides entstehen können und zu Veränderungen der Gene oder das Sézary Syndrom können den ganzen Körper (Genmutationen) führen. Die häufigste Ursache dürfte der überziehen und schränken die Lebensqualität und das Zufall sein, mit anderen Worten: wir wissen nicht, was die Wohlbefinden sehr stark ein. Trotz intensiver Erforschung Ursache ist. Aber es ist doch sehr wahrscheinlich, dass sind die Ursachen von lymphoider Papillose, Mycosis Zellen über definierte Mechanismen verfügen, die das fungoides und Sézary Syndrom noch weitgehend Auftauchen solcher „spontanen Mutationen“ reduzieren. unbekannt. Der erste Schritt besteht wie bei Melanomen Trotzdem bergen manche Prozesse, vor allem die Zell- darin, Gendefekte aufzuspüren, um anschließend teilung, die Gefahr schief zu gehen. Eine asymmetrische intelligente Therapien für diese Erkrankungen entwickeln Zellteilung kann Krebs durch die Entstehung ungleicher zu können. Paare von Tochterzellen, die zu wenige oder zu viele Hier an der DSMZ verfügen wir über die bösartigen Zellen Chromosomen haben, verursachen – dies wird „Aneu- eines Patienten, dessen lymphoide Papillose sich zu einem ploidie“ genannt. Veränderungen des Gens STAG2, das die systemischen lymphatischen Lymphom weiterentwickelte, Zellteilung kontrolliert, wurden kürzlich als Ursache für eine das 13 Jahre später zum Tod des Patienten führte. Diese spontan erhöhte Mutationsrate identifiziert. Allerdings Patientenzellen wachsen als Zelllinien im Labor weiter. scheint dieses Phänomen seltener zu sein als zunächst An diesen Zelllinien untersuchen wir nicht nur die Frage, gedacht, zumindest in Leukämie. welche Gene zum Zeitpunkt der lymphoiden Papillose Wir haben eine weitere Art von Veränderungen gefunden, mutiert waren, sondern auch welche Gene im Krankheits- die STAG2 in Leukämiezellen beeinflussen. In den von uns verlauf von der chronischen zur akuten Phase verändert untersuchten Leukämiezellen ist STAG2 für die Aktivierung wurden. Diese bilden das Ziel für neue Therapieansätze, des Onkogens LMO2 verantwortlich. STAG2 selbst wird da die meisten Patienten erst im fortgeschrittenen Krank- dabei transkriptionell stillgelegt. Anders als in soliden heitsstadium vorgestellt werden. Tumoren, wo die Inaktivierung von STAG2 Aneuploidie Wir konnten eine ganze Reihe genomischer Veränderungen hervorruft, fanden wir in den Leukämiezellen keinen in dem Patienten identifizieren, eine davon war in allen Hinweis darauf. Somit fungiert STAG2 als Deregulator Zelllinien anzutreffen, nämlich die Fusion der Gene PCM1 anderer Gene in Leukämie. Die Suche nach chromosomalen und JAK2. Zusammen mit anderen Veränderungen können Veränderungen um STAG2 wurde von Dr. Suning Chen, diese eventuell am Fortschreiten der Krankheit beteiligt einem früheren Post-Doktoranden aus China, durchgeführt. gewesen sein. Um zu sehen, welche Gene Krebs verur- Diese Arbeit wurde publiziert: Chen S et al., Novel non-TCR sachende Mutationen tragen, planen wir alle Zelllinien zu chromosome translocations t(3;11)(q25;p13) and sequenzieren. t(X;11)(q25;p13) activating LMO2 by juxtaposition with Teile dieser Arbeit sind zur Publikation eingereicht: MBNL1 and STAG2. Leukemia 25: 1632-1635 (2011). Ehrentraut et al., t(8;9)(p22;p24)/PCM1-JAK2 activates SOCS2 and SOCS3 via STAT5“.

42 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 3.2.1.2. AG Immunologie Mitarbeiter: Dr. Hilmar Quentmeier (AG-Leiter), Dr. Sonja Eberth (Post-Doktorandin), Dr. Jie Ding (Post-Doktorandin)

Forschungsprojekt: MicroRNA Forschungsprojekt: BCR-ABL1 positive Expressionsanalysen in Lymphomzelllinien Leukämiezelllinien: Gründe für die Resistenz gegen Tyrosinkinaseinhibitoren MicroRNAs (miRNAs) sind eine Klasse nicht protein- kodierender kleiner 18 bis 24 Nukleotide langer RNA- Die BCR-ABL1 Translokation findet sich in Tumorzellen Moleküle. miRNAs regulieren posttranskriptionell die von Patienten mit chronischer myeloischer Leukämie Translation von messenger-RNAs (mRNAs), indem sie (CML) und in 25% der Fälle mit akuter lymphoblastischer entweder den Abbau der Ziel-mRNA induzieren oder Leukämie (ALL). Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI) wie ds deren Translation hemmen. Es wird angenommen, dass Pharmakon Imatinib haben sich als extrem nützlich bei miRNAs etwa ein Drittel aller mRNAs regulativ beein- der Behandlung von CML Patienten erwiesen, sind aber flussen können, wobei eine einzelne miRNA bis zu 200 weniger effektiv bei ALL. Wir konnten zeigen, dass eine verschiedene Ziel-mRNAs besitzen kann. In den letzten der Ursachen für die Resistenz BCR-ABL1 positiver Zellen Jahren wurde gezeigt, dass die miRNA-Expression in auf der konstitutiven Aktivierung des PI3K/AKT1 Signal- Krebszellen dereguliert ist: die Expression von miRNAs transduktionswegs beruht. Ziel der Studie ist es zu ist in den malignen Zellen im Vergleich zum Normal- überprüfen, ob Inhibitoren des PI3K/AKT1 Wegs, die gewebe verringert, zudem ist das Expressionsmuster derzeit in klinischen Phase II Studien für die Behandlung spezifisch für die Art des Tumors. Wie bei protein- solider Tumoren getestet werden, möglicherweise auch kodierenden Genen scheinen manche miRNAs als für BCR-ABL1 positive Leukämien genutzt werden Onkogene zu wirken, anderen konnte eine Funktion als können. Tumorsuppressor zugeordnet werden. Bisher ist sehr In-vitro Versuche bestätigen, dass TKI-resistente Zellen wenig über die Regulation der miRNA-Expression selbst 24 Stunden nach Zugabe von PI3K/AKT1 Inhibitoren bekannt und welche Ursachen zu einer veränderten aufhören zu wachsen und nach 48 Stunden sterben. Den miRNA-Expression in Krebszellen führen. Für einige genauen Wirkmechanismus der Inhibitoren bestimmen miRNAs konnten ähnliche Regulationsmechanismen wie wir derzeit mit Hilfe spezifischer Antikörper. Geplant ist für proteinkodierende Gene gefunden werden. Darunter ebenfalls zu überprüfen, ob PI3K Inhibitoren das Wachs- wurden auch epigenetische Mechanismen wie die DNA- tum TKI-resistenter humaner Zelllinien in immunkom- Methylierung beschrieben. Die Hypermethylierung von promitierten Mäusen verhindern können. Diese Experi- Promotoren von Tumorsuppressoren ist eine häufige mente sollten einen ersten Hinweis darauf geben, ob die Ursache für deren Expressionsverlust in Krebszellen. eingesetzten PI3K/AKT1 Inhibitoren in Zukunft für die Therapie BCR-ABL1 positiver Leukämien eingesetzt In diesem Projekt soll das globale miRNA Expressions- werden könnten. muster (das so genannte miRNome) in verschiedenen Lymphomzelllinien vor und nach Inkubation mit einem JURL-MK2 SUP-B15 (resistent) DNA-demethylierenden Agens untersucht und vergli- (sensitiv) chen werden. Dabei sind sowohl zwischen den Zelllinien differentiell exprimierte miRNAs interessant als auch die 14% 4% Identifikation von miRNAs, deren Expression durch das Agens reaktiviert wurden und daher potentiell Kontrolle epigenetisch regulierte miRNAs darstellen. Propidiumjodid 70% 15%91% 4% Ziel dieser Arbeit ist zu überprüfen, ob verschiedene Lymphomtypen sich in ihren miRNA Expressionsmustern unterscheiden und ob diese Muster zur Diagnose eines Lymphoms dienen können. Ferner sollen die Regula- 30% 9% tionsmechanismen der Expression von miRNAs anhand von Einzelbeispielen untersucht werden. Imatinib

29%39% 87% 3%

Annexin-V

Imatinib induziert den Zelltod der Zelllinie JURL-MK2, nicht aber den der Tyrosinkinaseinhibitor-resistenten Zelllinie SUP- B15. Das Absterben der Zellen (Apoptose) lässt sich durch Annexin-V (x-Achse) und Propidiumjodid Färbungen (y-Achse) nachweisen. Durchflusszytometrische Fluoreszenz-Analyse. ©DSMZ

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 43 3.2.1.3. AG Molekularbiologie AG-Leiter: Dr. Wilhelm Dirks

Die Projekte der Arbeitsgruppe Molekularbiologie Forschungsprojekt: Live-Imaging von DNA widmen sich den Effekten von fehlerhaften DNA Reparaturprozessen nach ionisierender Strahlung Reparatursystemen auf die genomische Stabilität Die moderne biologische Strahlenforschung ist ein von Zelllinien. wichtiger Bestandteil translationaler Forschung, bei der Ergebnisse der Grundlagenforschung das Verständnis Forschungsprojekt: Aufbau eines alternativen von Initiation, Promotion und Progression von Krebs Fingerprintsystems (VNTR profiling) für die verbessern können. Authentifizierung von humanen Zelllinien mit Die Bedeutung von strahleninduzierten Chromosomen- Mikrosatelliten Instabilität (MSI) und DNA-Schäden soll in verschiedenen Säugerzell- systemen erforscht werden. Gene, die an der Reparatur In Zellen von gesunden Spendern sind die STR von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) beteiligt sind, Sequenzen (Sequenzwiederholungen bestimmter können im sogenannten „live-cell imaging“ Verfahren in Abschnitte auf der menschlichen DNA) stabil und lebenden Zellen getestet werden. Dies wird durch die werden 1:1 an die Tochterzellen nach der Teilung stabile Expression von Fusionsproteinen zwischen weitergegeben. Bei der so genannten Mikro- Green-Fluorescent-Protein (GFP) und DNA Reparatur- satelliteninstabilität (MSI) kommt es während der DNA genen des Menschen in Fibroblasten erreicht, in dem die Vermehrung zu Längenveränderungen der STR GFP-markierten Moleküle im UV-Licht sichtbar gemacht Sequenzen. Diese Fehler sind Folge eines defekten werden können. Diese Untersuchungen erlauben nach Mismatch DNA-Reparatursystems und verursachen das Strahlenexposition der Zellen die Messung der Kinetik Driften von STR Allelen bei Zelllinien. Weil unter von Reparaturprozessen. In menschlichen Fibroblasten Umständen die Identifizierung von MSI Zelllinien dauert die Reparatur eines DSBs ungefähr 2 Stunden. problematisch sein kann, wurde ein sekundäres Die Experimente werden interdisziplinär in drei Arbeits- Typisierungsverfahren etabliert. gruppen durchgeführt: die AG Molekularbiologie führt Hierzu wurden geeignete Primer entworfen, mit denen die Klonierung geeigneter Gene und die Herstellung DNA Fragmente an Orten im humanen Genom rekombinanter Zelllinien durch. In der Physikalisch- amplifiziert werden können, die ebenfalls aus Technischen Bundesanstalt (Braunschweig) werden in Sequenzwiederholungen bestehen. Diese „Variable der AG 6.1 Microbeam (Leitung Dr. U. Giesen) die DNA Number of Tandem Repeat“-Sequenzen (VNTR) tragen Schäden durch ionisierende Strahlung herbeigeführt. Die größere sich wiederholende Sequenzelemente, an Experimente werden mit Hilfe der konfokalen Laser- und denen keine Replikationsfehler entstehen. Im Rahmen Epifluoreszenzmikroskopie an der Heinrich Heine einer Masterarbeit konnte gezeigt werden, dass die Universität in der Gruppe von Dr. C. Mielke (Prof. F. VNTR Typisierung auch in MSI Zelllinien stabil ist und zu Boege) ausgewertet. sicheren Ergebnissen in der Identifizierung führt. Damit ist die Grundlage für die Authentifizierung und den Aufbau einer alternativen und Excel-basierten Daten- bank für Zelllinien mit ausgeprägter MSI gegeben. Die initialen Arbeiten zur VNTR Datenbank an der DSMZ werden auch auf internationaler Ebene von einem Konsortium mit Experten wahrgenommen (International Cell Line Authentication Committee, ICLAC), die sich weltweit mit Fragen zu falschen Zelllinien ausein- andersetzen und entsprechende Richtlinien erarbeiten. Der Bereich MuTZ ist in diesem Gremium mit zwei Mitarbeitern vertreten. Humane Fibroblasten vor (links) und nach (rechts) der Bestrahlung mit alpha-Teilchen. Die Zellkerne von HT-1080 Publikation: Alston-Roberts et al., Cell line Zellen wurden mit einem Linienmuster aus alpha-Teilchen misidentification: the beginning of the end. Nat Rev bestrahlt. Das mit roter Fluoreszenz markierte MDC-1 liegt Cancer 10: 441-448 (2010). normalerweise frei im Zellkern vor und bindet nach Bestrah- lung an die Bruchstellen der DNA. Nach 20 Sekunden sind alle DNA Schäden markiert und nach weiteren 2 Stunden repariert, so dass die Zellen wieder wie die Kontrollzellen auf der linken Seite aussehen. Immunfluoreszenzmikroskopische Aufnahme. ©DSMZ

44 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 3.2.1.4. AG Molekulargenetik AG-Leiter Dr. Stefan Nagel

Forschungsprojekt: Aktivierung von Prostata- Forschungsprojekt: Deregulierte Expression des spezifischen Genen in akuter lymphatischer Gens ZHX2 in Hodgkin Lymphom Leukämie Hodgkin/Reed-Sternberg Zellen repräsentieren die Homeoboxgene kodieren Transkriptionsfaktoren, die maligne Fraktion von infiltrierten Lymphknoten im grundlegende Prozesse in der Entwicklung von Organen Hodgkin Lymphom. Diese aberranten B-Zellen rekru- des Embryos und generell in der Zelldifferenzierung tieren reaktive weiße Blutzellen, die den Hauptteil des steuern. Deregulationen dieser Gene sind in vielen Tumorgewebes darstellen. Der geringe Anteil an Tumor- Krebsarten zu beobachten. So werden einige Mitglieder zellen erschwert die genetische und biochemische der NKL-Familie der Homeoboxgene in akuter Analyse dieser häufigen Malignität der Blutzellen. Gut lymphatischer Leukämie der T-Lymphozyten (T-ALL) charakterisierte Zelllinien stellen daher eine geeignete durch chromosomale Veränderungen aktiviert und Quelle zur Untersuchung von Hodgkin Lymphome dar. tragen so maßgeblich zur Entstehung bei. Das NKL- Wir haben kürzlich in der Hodgkin Zelllinie L-1236 eine Homeoboxgen NKX3-1 reguliert physiologisch die chromosomale Umlagerung, eine Translokation, Zellausreifung in der Prostata. In T-ALL Patienten wurde analysiert, t(4;8)(q27;q24), die zu einer reduzierten kürzlich die Expression der Homeoboxgene NKX3-1 und Expression eines bestimmten Gens, nämlich des SIX6 beschrieben. In T-ALL wird NKX3-1 durch das Homeoboxgens ZHX2, durch den Bruchpunkt bei 8q24 bekannte Onkogen TAL1 direkt reguliert. Wir haben die führt. Hier haben wir die molekularen Ursachen, die zur Expression von NKX3-1 in einigen T-ALL Zelllinien Inhibition führen, untersucht. Durch die Translokation gefunden und die Mechanismen der Aktivierung wurde die regulative Region von ZHX2 teilweise entfernt. analysiert. Cytogenetische Untersuchungen schlossen Eine Bindungsstelle für den Transkriptionsfaktor MSX1 chromosomal vermittelte Aktivierung aus. Mittels liegt in dem deletierten Bereich, dessen Funktion für die Darstellung der Expression und Experimenten, die mit Regulation von ZHX2 analysiert wurde. Überexpressions- siRNAs Gene ausschalten, wurden alternative Faktoren und Knockdown-Experimente und Reportergen-Assays identifiziert. ergaben, dass MSX1 als Aktivator fungierte. Histon H1C Während TAL1 in einer reiferen T-ALL Linie (JURKAT) agierte als Cofaktor von MSX1, der eine Repression NKX3-1 aktivierte, vermittelte in einer unreiferen Linie vermittelte. (PER-117) das Onkogen LYL1 die Aktivierung. In PER-117 Chromosomale Untersuchungen in verschiedenen spielte MSX2 zusätzlich eine direkte aktivierende Rolle. Hodgkin Zelllinien ergaben, dass die Loci für MSX1 und Diese Aktivatoren wurden spezifisch durch Signalwege H1C teilweise rearrangiert waren, was mit einer reguliert, die mit den Proteinen IL7, BMP4 oder IGF2 reduzierten bzw. erhöhten Expression einherging. Es aktiviert wurden und in der T-Zell Ausreifung von kann zusammenfassend gefolgert werden, dass die Bedeutung sind. Die Aktivierung von NKX3-1 wird also reduzierte Expression von ZHX2 in Hodgkin Zelllinien nicht durch chromosomale Mutationen ausgelöst, durch verschiedene Mechanismen erfolgt: Verlust der sondern durch unterschiedliche Faktoren in unreifen aktivierenden Bindungsstelle für MSX1, reduzierte bzw. reifen T-ALLs vermittelt. Das Homeoboxgen SIX6 Expression des Aktivators MSX1 oder erhöhte Expression konnten wir zusätzlich als direktes Zielgen von NKX3-1 des inhibierenden Cofaktors H1C. ZHX2 ist daher als identifizieren. Unsere Daten zeigen somit ein regulatives Tumorsuppressorgen für Hodgkin Lymphome Netzwerk um NKX3-1 herum auf, das zum Verständnis anzusehen. der Funktion der NKL-Homeoboxgene für die Diese Studie wurde kürzlich veröffentlicht: Nagel et al., Pathogenese von T-ALL beiträgt. Leukemia Research 36: 646-655 (2012). Diese Studie wurde kürzlich veröffentlicht: Nagel et al., PLOS ONE 7: e40747 (2012).

Expression von Genen (vertical) in Leukämie- zelllinien (horizontal). Rot zeigt starke Expression, grün schwache Expression und schwarz mittlere Werte an. Diese Darstellung bezeichnet Analyse der Anzahl (Kopien) des Chromosoms 6 in drei Hodgkin man als „Heat Map“. Zelllinien. Veränderungen des angezeigten Gens sind in den ©DSMZ unteren beiden Zelllinien deutlich sichtbar. Diese Darstellung bezeichnet man als „Copy Number Analysis“. ©DSMZ

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 45 3.2.1.5. AG Virusdiagnostik AG-Leiter: Dr. Cord Uphoff

Forschungsprojekt: Detektion von der Viren werden z.Z. durchgeführt. Dagegen konnte Virusinfektionen in menschlichen und tierischen eine zuvor beschriebene möglicherweise hohe Konta- Zellkulturen minationsrate bei Zellkulturen mit SMRV anhand der Zelllinien in der Zellbank nicht bestätigt werden. Virusinfektionen bei Menschen und Tieren können ein Lediglich sechs positive Zelllinien, von denen vier Sub- wesentlicher Grund für die Entwicklung von Tumoren klone einer der Zelllinien darstellen, wurden nach- sein. Beispiele für die Beteiligung von Viren an der gewiesen. Karzinogenese beim Menschen sind die zu chronischen Bezüglich der Tumor-assoziierten Viren wurde eine Reihe Leberentzündungen führenden Hepatitis B- und C-Virus- von Epstein-Barr-Virus-infizierten Zelllinien auf Virus- Infektionen, Epstein-Barr-Virus-, Humanes-Herpesvirus- produktion getestet und Untersuchungen zur Replikation Typ 8- und Humanes-Papillomvirus- sowie Retrovirus- des Virus durchgeführt. Die Ergebnisse widersprechen Infektionen mit humanen T-Zell-Leukämieviren. Die einem bisher postulierten „rolling circle“- Virusinfektionen sind – wie andere Karzinogene auch – Replikationsmechanismus und legen dagegen einen ein wesentlicher, aber nicht hinreichender Faktor für die komplizierteren Mechanismus mit einer Umlagerung Krebsentstehung, sodass nicht alle infizierten Personen endständiger Sequenzen nahe. Tumore ausbilden. Dennoch rechnet man durch die Des Weiteren wurde erstmals eine Hepatitis B Viren Impfung gegen tumorigene Viren (z.B. Hepatitis B-, produzierende Zelllinie identifiziert, die möglicherweise Papillomviren) zukünftig mit einer wesentlichen als Modellsystem für die Untersuchung derartiger Reduktion der entsprechenden Tumorerkrankungen. Infektionen dienen kann. Bisher konnten lediglich Inwieweit die Virusinfektion an der Karzinogenese primäre Leberzellen und mit Plasmiden transfizierte beteiligt ist, ist in vielen Fällen nicht bekannt. So kann Zellen zur Produktion aktiver Viren veranlasst werden. ein direkter Einfluss der Viren auf die Proliferations- Ebenso konnte neben latent infizierten Zelllinien auch fähigkeiten der Zellen oder aber indirekt die chronische eine Humane Papillomviren produzierende Zelllinie des Entzündung eines Gewebes tumorfördernd sein. Rachenraumes identifiziert werden, die als Modell- Um die Faktoren, die zur Tumorentwicklung beitragen, system genutzt werden kann. Humane Herpesvirus Typ zu verstehen, können virusinfizierte Zelllinien sehr 8-Kontaminationen konnten bei 8 Zelllinien der Zellbank hilfreich sein. Entsprechende Tumorarten sind in der bestätigt werden. DSMZ Zellbank vorhanden und da die Kenntnis der Kontamination und vor allem der Produktion der Viren zudem relevant für die Sicherheitseinstufung der Zelllinien ist, wurden die Zellkulturen auf die Anwe- senheit verschiedener Viren untersucht. Die Unter- suchungsergebnisse fanden Eingang in die Zelllinien- listen des Merkblattes „Zellkulturen“ der Berufsge- nossenschaft Rohstoffe und Chemische Industrie, der Technischen Regel für Biologische Arbeitsstoffe TRBA 468 und der Zentralen Kommission für Biologische Sicherheit und führten zu anerkannten Sicherheits- einstufungen der untersuchten Zelllinien. Neben den oben bereits erwähnten Viren wurden die Zelllinien auf die Retroviren Humanes Immun-defizienzvirus Typ 1 und 2, Squirrel-Monkey-Retrovirus (SMRV) und nach Hin- weisen auf das mögliche Auftreten von xenotropen Maus-Leukämie-Viren (XMLV) oder ähnlichen Viren (XMRV) in menschlichen Gewebeproben und Zelllinien auch auf die Anwesenheit dieser Viren getestet. Eine unerwartet hohe Infektionsrate zeigte sich bei der Untersuchung der menschlichen Zelllinien auf Anwe- senheit von Maus-Leukämie-Viren. Eine sensitive „nested PCR“ detektierte 113 infizierte von 520 getes- teten Zelllinien (22%). Der Grund für die hohe Rate ist Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme einer Metaphase- noch nicht bekannt. Da es sich aber um verschiedene Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung der Epstein-Barr-Virus- bei Maus-Zelllinien sehr verbreitete Virustypen handelt, infizierten Zelllinie RAJI. Episome des Virus (gelb) sind über ist eine Kontamination durch diese Zellkulturen wah- Proteinbrücken mit den Chromosomen (blau) der rscheinlich. Weitere Untersuchungen zu den Auswir- menschlichen Zelle verbunden. ©DSMZ kungen auf die infizierten Zellen und zur Produktion

46 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 3.2.1.6. AG Zellbiologie AG-Leiter: Dr. Klaus Steube

Alle aufzufüllenden Zelllinien werden ebenso wie Forschungsprojekt: Evaluierung der Species-PCR die neu aufgenommenen tierischen Zelllinien im mittels Analyse mitochondrialer DNA Rahmen der Identitäts- und Qualitätskontrolle auf Der Speziesanalyse mittels PCR von klar definierten ihre Speziesidentität untersucht. Dazu wird die codierenden Genombereichen sind Grenzen gesetzt. genomische DNA jeder Zelllinie mit einer Serie von Zum einen können bei nah verwandten Tiergruppen verschiedenen Primern mittels PCR analysiert. In (z.B. Nager) sog. „falsch positive“ Signale auftreten, zum den letzten Jahren haben wir für viele (in der DSMZ anderen liegen für viele Tierarten keine annotierten und angebotenen) Tierarten Primer entwickelt die sog vollständigen Gensequenzen vor. „house-keeping-genes“ detektieren. Ziel der Eigene Vorarbeiten und publizierte Artikel der Forschungsprojekte ist es, diese Qualitätssicherung japanischen und amerikanischen Zellbanken eröffnen weiter zu entwickeln, zu verfeinern und neue durch eine „mitochondriale PCR“ die Möglichkeit eine Analysemethoden einzusetzen. Vielzahl von Tieren leichter als bisher zu detektieren. Die Sequenz der mitochondrialen DNA von vielen Tieren ist bekannt und somit vergleichbar und die hohe Forschungsprojekt: Aufbau eines Kopienzahl des mitochondrialen Genoms erlaubt einen Detektionssystems von PCR Produkten tierischer leichten und robusten Nachweis einzelner Gene mittels Zelllinien mittels Kapillarelektrophorese PCR. Wichtig in der Qualitätskontrolle ist es, nicht nur die Durch Kombination mehrerer PCR-Ansätze lassen sich bekannte Spezies zu bestätigen, sondern gleichzeitig für Tierarten charakteristische „Muster“ erstellen und auch eine Kontamination mit einer weiteren Tierart durch Agarose-Gelelektrophorese dokumentieren. auszuschließen. Die Analyse der amplifizierten DNA Auf diese Weise konnte in Kooperation mit der Tierärzt- einer PCR-Reaktion mittels klassischer Agarose- lichen Hochschule Hannover und dem Gewerbeauf- Gelelektrophorese kann im Idealfall noch ca. 2-5% sichtsamt, Hildesheim, eine Multiplex-PCR für eine Fremd-DNA „erkennen“.Der Einsatz von fluoreszenz- ganze Reihe von Tierarten etabliert werden. markierten Primern und die Analyse der amplifizierten DNA durch Kapillarelektrophorese kann die Nach- weisgrenze von Fremd-DNA um ein Vielfaches steigern. In der Kapillarelektrophorese werden verschiedenen Tierarten unterschiedliche Fluoreszenzfarben zugeordnet (z. B. Maus: schwarz, Ratte: blau usw.). Durch diese unterschiedlichen Farben (max. 3 möglich) und amplifizierten DNA-Fragmente unterschiedlicher Länge können in einer Kapillarelektrophorese die (mögliche) Kontami- nation durch verschiedene Tierarten untersucht werden. Für folgende Tierarten sind fluoreszenzmarkierte Primer generiert worden, die nun teilweise für den Einsatz im Agarose-Gel nach PCR mit maustypischen DNA-Banden Service und der Qualitätskontrolle verwendet werden: ©DSMZ Maus, Ratte, Goldhamster, Syrischer Hamster, Rind, Afrikanische Grüne Meerkatze, Schwein und Listzaffe. Beginnend mit den Ratten- und Hamsterzelllinien haben Tierische Zelllinien 2011 wir zwei Gruppen der etablierten tierischen Zelllinien 7% 8% mittels der Kapillarelektrophorese erneut systematisch 2% untersucht. Eine Kreuzkontamination mit anderen Arten 2% wurde dabei bisher nicht entdeckt. 5%

57%

19%

Maus Ratte Hamster Fische Affen Insekten Andere

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 47 3.3. Pflanzliche Zellkulturen Abteilungsleiter: Dr. Heinz Martin Schumacher

3.3.1. Sammlung Pflanzlicher Zellkulturen Pflanzenreich oder auch nur im Bereich der durch Züchtung erzeugten „künstlichen“ Vielfalt eine Die Sammlung Pflanzlicher Zellkulturen hat Beschränkung des Sammlungsumfangs notwendig. gegenwärtig einen Gesamtbestand von 772 Die Zukunftskonzeption der Sammlung zielt daher pflanzlichen Zelllinien, von denen 671 Zelllinien weniger auf eine ohnehin schwierige Erweiterung der im Katalog der Sammlung öffentlich angeboten Sammlung ab, als auf ein umfassendes Konzept zur werden. Um dem Verlust von Zellkulturen durch Verbesserung der Techniken zur Erhaltung und zur Kontaminationen, Laborfehler, genetische oder Anwendung pflanzlicher Zellkulturen. epigenetische Veränderungen vorzubeugen, wird Bei der Verbesserung von Nutzungs- und Erhaltungs- nahezu die gesamte Sammlung doppelt geführt. techniken wird ein besonderer Fokus für die Zukunft Die Doppelhaltung der Zelllinien sowie die Spezi- auf Zellkulturen liegen, die im Bereich der Grundlagen- fität der Wuchsbedingungen führen zu einem sehr forschung Anwendung finden. Eine umfassende Charakterisierung solcher Zellkulturen und eine ver- hohen Personal- und Zeiteinsatz, um den Bestand besserte Technologie der Erhaltung und Anwendung in gleichbleibend hoher Qualität zu erhalten und soll zusammen mit den Zellkulturen den Kunden zur zu erweitern. Verfügung gestellt werden. Viele der Zellkulturen wurden zur Untersuchung ? Die Projekte des Bereichs widmen sich den des pflanzlichen Sekundärstoffwechsels angelegt. folgenden Aspekten: Sie werden eingesetzt im Bereich der ? Entwicklung und Verbesserung von biosynthetischen Grundlagenforschung, bei der Kryokonservierungsverfahren Suche nach neuen bioaktiven Substanzen oder ? Einsatz von transgenen Zelllinien für physiologische Versuchen zur Produktion solcher Substanzen in Fragestellungen Fermentern. Ein Schwerpunkt der Sammlung, die ? Untersuchungen zur Salz-und Trockentoleranz derzeit bei der DSMZ erhalten wird, sind auch jetzt ? Untersuchungen zu mikrobiellen Endophyten in Zellkulturen von Sekundärstoff produzierenden pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen Pflanzen. Pflanzliche Sekundärstoffe kommen in allen Feldern der medikamentösen Therapie zum Ausgewählte Projekte: Einsatz und liefern auch wichtige Krebsmedika- mente wie Vincristine und Vinblastine oder Taxol, Entwicklung und Verbesserung von eine Substanz die mit Hilfe pflanzlicher Zellkulturen Kryokonservierungsverfahren produziert wird. Mitarbeiter: Dr. E. Heine-Dobbernack. Dr. H.M. Schumacher, M. Westphal, S. Seufert Aktuelle Entwicklungen Schon in den 90er Jahren wurde in Kooperation mit dem damaligen Institut für Pflanzenbau der Bundes- Entdifferenzierte Zellkulturen finden heute aber auch forschungsanstalt für Landwirtschaft gemeinsam eine immer häufiger Anwendung in der Grundlagen- sowie Methode zur ultra-schnellen Kryokonservierung von der anwendungsbezogenen Forschung in den Bereichen Kartoffelmeristemen entwickelt. In Kombination mit Kosmetik, Agrochemie und Lebensmittelbiotechnologie. modernen Methoden der Vitrifikation stellt ihr In den letzten Jahren ist die Sammlung in besonderem technischer Ansatz unter der Bezeichnung „droplet Maße um Kulturen erweitert worden, die in diesen vitrification“ heute einen der erfolgreichsten Ansätze Bereichen zum Einsatz kommen. Hierbei handelt es sich zur Kryokonservierung pflanzlicher Meristeme dar. zum einen um wichtige Agrarpflanzen wie Kartoffel, Sojabohne, Weizen, Mais, Gerste etc.. Daneben aber auch um Pflanzenarten deren Bedeutung in der Forschung durch Sequenzierung ihres Genoms zugenommen hat, wie zum Beispiel Medicago. Eine für die Grundlagenforschung besonders wichtige Kultur ist die Tabakzelllinie „By2“ Die einzige Methode zur Langzeiterhaltung ist die Kryokonservierung. Sie ist aber derzeit nicht routinemäßig für alle Zelllinien ein- setzbar. Der Großteil der Sammlung muss daher durch regelmäßigen Transfer der Kulturen erhalten werden. Eine substantielle Erweiterung der Sammlung ist daher mit gleich bleibenden Kapazitäten nicht möglich. Darüber hinaus macht auch die große Diversität im Mini-Testsystem für Kryoverfahren ©DSMZ

48 Wissenschaftliche Kulturensammlungen Ergebnisse: Neben der Entwicklung eines Mini- Salz- und Osmotoleranz zeigen, sondern auch bessere Testverfahrens wurde in jüngster Zeit ein verbessertes Überlebensraten bei Einfrierexperimenten zeigen. In der Verfahren zur Kryokonservierung der in der Grundlagen- Zukunft soll näher untersucht werden, in welchem forschung wichtigen BY2 Zelllinie entwickelt, das exem- Verfahrensschritt und unter welchen Bedingungen der plarisch auch zu einer neuen Versandmethode Einfluss der Überexpression des Gens am stärksten entwickelt werden soll. ausgeprägt ist.

Einsatz von transgenen Zelllinien für die physiologische Forschung Mitarbeiter: Dr.H.M. Schumacher,M. Marheine Der Einsatz von transgenen Zelllinien in der physiologischen Forschung für Überexpressionsexperimente wird erschwert durch den heretogenen Charakter einer pflanzlichen Zellkultur. Die zusätzlich heterogene Ex- pression des Transgens in verschiedenen Zellen der Zellkultur kann durch physiologische oder durch Gen Transgene und Wildtyp unter ansteigenden Stressbedingungen Silencing Effekte hervorgerufen werden. ©DSMZ Bei der DSMZ wurden dicistronische Transformations- vektoren entwickelt, welche die Koexpression eines Ziel- Mikrobielle Endophyten in pflanzlichen Zell- und Gens und eines Reportergens, verbunden durch ein IRES Gewebekulturen Element gestatten. Die Expression des physiologisch Mitarbeiter: Dr. Nicole Brinkmann, M. Marheine, Dr. wirksamen Ziel-Gens kann jetzt in der Zellkultur durch H.M. Schumacher die einfache Messung des Reportergens überwacht Der Ausbruch latenter Infektionen bei pflanzlichen Zell- werden. und Gewebekulturen ist vor allem unter Stress ein oft Ergebnisse: Insgesamt wurden 10 Zelllinien mit den beobachtetes Phänomen. Bei den dabei auftretenden dicistronischen Transformationsvektoren etabliert. Die Organismen handelt es sich oft um schwer kultivierbare Verlässlichkeit des Monitoring wird derzeit mit diesen Bakterien. Die Verbesserung von molekularen Nachweis- Zelllinien untersucht. methoden für latente Kontaminationen wird derzeit in einem Projekt bei der DSMZ untersucht. Es widmet sich vor allem auch der Frage, ob es sich bei solchen latenten „Kontaminanten“ um endophytische Bakterien handelt. Endophytische Bakterien sind in der letzten Zeit in vielen Pflanzen nachgewiesen worden. Sie könnten den Wuchs der Zellkulturen beeinflussen oder auch die Produktion bestimmter Sekundärmetabolite. Das Projekt wird durchgeführt in Kooperation mit einer Arbeitsgruppe der TU Braunschweig und des IPK Gatersleben. Ergebnis: Bislang konnte eine Vielzahl von Bakterien und Hefen in Zell- und Gewebekulturen identifiziert werde. Bei etlichen handelt es sich vermutlich um zufällige Transformation von Pflanzen ©DSMZ Kontaminationen. Einige der identifizierten Bakterien sind vermutlich aber latente Endophyten, die bei Anlage Untersuchungen zur Salz-und Trockentoleranz der Zellkulturen überlebt haben. Außerdem konnte eine Mitarbeiter: Dr. H.M. Schumacher, Dr. E. Heine- ganze Reihe lebensfähiger Bakterien aus flüssigem Dobbernack, M. Marheine, S. Seufert Stickstoff isoliert und identifiziert werden. Durch Proteomstudien konnte in Zelllinien ein PR10 Protein gefunden werden, dessen Bildung durch Salz- und Trockenstress stark induziert wird. Zur Unter- suchung seiner Wirkung wurde das Gen für dieses Protein homolog in Kartoffellzellkulturen überexprimiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Überexpression zu einer erhöhten Salz- und Trockentoleranz der transgenen Zelllinien führt. Gleichzeitig zeigten sich Einflüsse auf den Prolin und Glutathionstoffwechsel bei transgenen Zelllinien. Ergebnis: Jüngst konnte gezeigt werden, dass die Pr10a überexprimierenden Zelllinien nicht nur eine erhöhte Auftreten von Bakterien inin vitro -Kulturen ©DSMZ

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 49 3.4. Pflanzenviren Abteilungsleiter: Dr. Stephan Winter

3.4.1. Sammlung Pflanzenviren und Antiseren Die Projekte der Arbeitsgruppe haben folgende Schwerpunkte: Die Virussammlung umfasst Material aller phytopathologisch relevanten Virusgattungen. ? Identifizierung und Charakterisierung neuartiger Von besonderer Bedeutung sind exotische Viren Viren und Viroide zur taxonomischen Einordnung und Typisierung der in die Sammlung aufzunehmen- tropischer und subtropischer Kulturpflanzen und den Isolate Quarantänepathogene für Europa. ? Die Virussammlung ist die weltweit umfangreichste Entwicklung von diagnostischen Reagenzien und Methoden zum Nachweis und zur Identifizierung von Sammlung von Referenzmaterial; die in der Abtei- Viren lung entwickelten serologischen Reagenzien wer- ? den in der Routinediagnostik von Industrie und Virale Pathogeneseprozesse, Funktion viraler Gene und pflanzliche Resistenz Überwachungsämtern genutzt. Im Jahre 2011 verfügte die Sammlung über 650 Viren und 200 ? Übertragung von Pflanzenviren durch Insekten Antiseren.

Aktuelle Entwicklungen Ausgewählte Projekte In der überwiegenden Zahl entstehen Neuaufnahmen von Virusisolaten nach virologischer Ursachenforschung, Charakterisierung von neuartigen Viren und deren d.h. Viren werden aus erkrankten Pflanzen isoliert und Genomen deren biologische Eigenschaften und Genomsequenz Mitarbeiter: Dr. S. Winter, Dr. W. Menzel, M. Koerbler, A. bestimmt. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse werden Pietruszka, L. Lintl, V. Bicknäse, M. Liebrecht dann geeignete diagnostische Verfahren und Reagenzien Die weltweit in allen Agrarregionen neu auftretenden entwickelt. Pflanzenkrankheiten mit Virusverdacht werden in Untersuchungen von Viruskrankheiten in Kulturpflanzen Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus Forschung, subtropischer und tropischer Standorte liefern ständig Überwachungsämtern und Universitäten untersucht; neue Viren zur Aufnahme in die Sammlung. Im Jahr 2011 Viren werden isoliert und charakterisiert und der virale wurden neue Viren aus Taro und Yam (Indien), Tomate Ursprung der Krankheiten wird aufgeklärt. (Vietnam, Sudan) und aus Gurken (Sudan) isoliert, zu Referenzmaterial weiterentwickelt und diagnostische Teilprojekte: Reagenzien zum Nachweis der Viren hergestellt. ? Virusverbreitung und neuartige Viren in Virusarbeiten an tropischen Kulturen erfordern spezielle bedeutenden landwirtschaftlichen Kulturpflanzen Gewächshausbedingungen und sind besonders für Nordafrikas virusinfizierte Spezialkulturen (Taro, Yam, Banane, Maniok, Citrus), in denen die Virenin situ gehalten ? Tomaten und Cucurbitaceen sind von großer werden müssen, sehr aufwendig. Bedeutung für die Landwirtschaft des Sudans und Äthiopiens. Hier werden vor allem Melonen und Zur weiteren Ausrichtung wird zunächst die Liste aller Kürbisarten für den Export in die Europäische EU-Quarantäneviren geprüft und die in der Sammlung Gemeinschaft erzeugt. In Zusammenarbeit mit nicht vorhandenen Virusisolate gesammelt. Dies ist Wissenschaftlern aus Sudan und Äthiopien wurde jedoch ein sehr langfristiges Sammlungsziel, weil viele eine Bestandsaufnahme der Viren durchgeführt und Virusisolate schwer zu beschaffen sind. die derzeit wichtigsten Viren charakterisiert. Die besondere Qualität des Virusmaterials und der ? Charakterisierung von neuartigen Viren in diagnostischen Reagenzien soll durch eine Akkreditie- Knollenfrüchten Yam, Cassava, Taro und Cocoyam rung nach ISO Guide 34 (Hersteller von Referenz- aus Indien und Südpazifik material) dokumentiert werden, um die weitere Positionierung als „europäisches“ Referenzlabor zu ? Tropische Knollenfrüchte sind bedeutende unterstützen. Im Jahr 2011 wurde damit begonnen, die Nahrungspflanzen in Asien. Die bislang wenig Beschreibung der Arbeitsprozesse und der Methoden zu erforschten Pflanzen sollen züchterisch weiterent- überprüfen und neue Verfahren als SOP zu etablieren. wickelt werden, um den Anbauraum zu erweitern Das Akkreditierungsverfahren wird im Jahr 2012 und die Anpassung an klimatische Veränderungen zu eingeleitet. ermöglichen. Exotische Viruskrankheiten und wenig charakterisierte Viren werden in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus 18 Nationen erforscht, um alle Viren zu charakterisieren und Methoden für eine zuverlässige Virusdiagnose zu entwickeln.

50 Wissenschaftliche Kulturensammlungen Verschiedene Viren der GattungenPotyvirus , ? Die Expression von Gensequenzen viraler Struktur- Badnavirusund Rhabdovirus wurden bereits bzw. Nicht-Strukturproteine in Bakterien und die detektiert und vollständige Genomsequenzen eines Reinigung der rekombinanten Proteine aus Bak- Potyvirusund eines Badnavirus rekonstruiert. terienextrakten wurde zu einer Standardmethode entwickelt. Mittlerweile sind ELISA-Tests auf Basis dieser Antiseren im Programm. ? ? Entwicklung von molekularen Verfahren zur Differenzierung zwischen episomaler und genomisch integrierter Virus DNA ? Pararetroviren können als molekulare Fossilien in Pflanzengenome integriert sein ohne episomale Virusinfektionen auszulösen. PCR basierte Methoden werden entwickelt, um zwischen diesen DNA Formen zu unterscheiden und damit ein virales Pathogen eindeutig zu identifizieren.

Virale Pathogeneseprozesse, Funktion viraler Gene und pflanzliche Resistenz Mitarbeiter: Dr.S. Winter, M. Koerbler, B. Stein

Teilprojekte: Virusresistenz in Pflanzenzuchtlinien ? Entwicklung von transgener Virusresistenz in N. benthamiana mittels artifizieller microRNAs ? Für die Herstellung von Genkonstrukten zur Dasheen mosaic virus - DsMV- auf Taro ©DSMZ Erzeugung von Virusresistenz gegen CBSV in Cassava wurden siRNA Zielsequenzen von 23 nt Länge aus dem Genombereich des „silencing suppressor“ Gens Entwicklung von diagnostischen Reagenzien und P1 desCassava brown streak virus in ein artifizielles Methoden zum Nachweis und Identifizierung von Viren micro RNA Konstrukt eingebaut. Mitarbeiter: Dr. S. Winter, Dr. W. Menzel, M. Koerbler, A. Die siRNA Konstrukte wurden zur genetischen Pietruszka, L. Lintl, U. Zender, A. Butgereitt Transformation von Nicotiana benthamiana eingesetzt; transgene Pflanzen zeigten eine Projekte: vollständige Immunität gegen CBSV Infektionen. ? ? Entwicklung von real-time qPCR Protokollen zur ? Molekulare Charakterisierung resistenter Detektion und Quantifizierung von Geminiviren in Cassavagenotypen Pflanzen und Insekten ? Cassavagenotypen mit differenziellen ? Für Translokationsstudien zum Nachweis von Resistenzeigenschaften gegenüber CBSV und Geminiviren in Weiße Fliege Vektorinsekten wurde verschiedenen Begomoviren wurden identifiziert. ein qPCR System entwickelt, mit dem Virus DNA in Für die Resistenz werden Mutationen im Insektenorganen quantifiziert werden kann. `eukaryotic translation initiation factors eIF4E` In verschiedenenBemisia tabaci Populationen, vermutet, die für die Replikation dieser Viren absolut die sich in ihren Virusübertragungseigenschaften notwendig sind. Sequenzen des Cassava eIF4E und unterscheiden, wurde mittels qPCR festgestellt, dass seiner Isoform wurden aus verschiedenen Cassava- Mitteldarm und Speicheldrüsen eine bedeutende genotypen amplifiziert und analysiert. Barriere für die Virustranslokation im Insekt Zur funktionellen Charakterisierung soll ein aktives darstellen. elF4E Gen in Cassava ausgeschaltet werden, um ? Virusresistenz zu prüfen. ? Verwendung rekombinanter Virusproteine zur Gewinnung von Antiseren ? Viele Viren können nicht in ELISA-Tests nachgewiesen werden, weil die Herstellung von hochreinen Viruspräparaten zur Antikörpergewinnung nicht möglich ist.

Wissenschaftliche Kulturensammlungen 51 yellow leaf curl virus (TYLCV) umfassend charakterisiert. Eine nicht übertragendeB. tabaci population wurde generiert, die eine Blockierung der Virustrans- lokation im Bereich der primären Speicheldrüsen aufweist. Die genetischen Grundlagen dieser Inhibierung sollen in weiterführenden Untersuchungen analysiert werden. ? ? Identifizierung von Insektengenen, die die zirkuläre Übertragung von Begomoviren regulieren ? Für die Insektenübertragung spielt das Hüllprotein der Begomoviren eine wesentliche Rolle. Die Funktion von Insektenproteinen in diesem Prozess ist bislang unbekannt, deren Identifizierung ist zum Verständnis der Translokationsprozesse, die für die epitheliale Passage im Insekt notwendig sind, von großer Bedeutung. In einer Proteomanalyse wurden Vektorproteine identifiziert, die aufgereinigte WmCSV und TYLCV Virionen binden. Die Interaktion von HSP70 mit Virionen beider Viren wurde mit unterschiedlichenin vitro und in vivo Techniken verifiziert. ?

Referenz: Monika Götz, Smadar Popovski, Mario Kollenberg, Rena Gorovitz, Judith K. Brown, Joseph M. Cicero, Henryk Czosnek, Stephan Winter, and Murad Ghanim (2012) Implication ofBemisia tabaci heat shock Viruslokalisation in Mitteldarm und Speicheldrüsen ©DSMZ protein 70 in begomovirus - whitefly interactions J. Virol. doi:10.1128/JVI.00880-12 Übertragung von Pflanzenviren durch Insekten Mitarbeiter: Dr. M. Götz, M. Kollenberg, A. Pietruszka, B. Stein, Dr. S. Winter Die Übertragung von Begomoviren durch den Vektor Weiße Fliege (Bemisia tabaci ) erfolgt auf zirkulativem Weg, d.h. die Virionen müssen nach der Aufnahme durch den Insektenkörper in die Speicheldrüsen gelangen. Dabei überwinden sie die epithelialen Barrieren des Mitteldarms und der primären Speichel- drüsen. Diese Translokationsprozesse sind hoch spezifisch. Zudem interagieren die Virionen mit unterschiedlichen Vektorproteinen, um die Immunantwort der Insekten zu umgehen.

Teilprojekte:

? Virus/Vektorbeziehungen in der zirkulären Übertragung von Begomoviren durch Bemisia tabaci ? Die Übertragung von Begomoviren erfolgt ausschließlich durch den VektorBemisia tabaci . Die Effizienz der Übertragung variiert zwischen den Biotypen des Vektors. Zudem gibt es signifikante Unterschiede zwischen unterschiedlichen Popula- tionen eines Biotyps. Unterschiedlich effizient übertragende Vektorpopulation wurden bezüglich der Konzentration und Lokalisation des Watermelon chlorotic stunt virus(WmCSV) und des Tomato Cannapflanze infiziert mit Badnavirus ©DSMZ

52 Wissenschaftliche Kulturensammlungen 4. Wissenschaftliche Services

Wissenschaftliche Services

Koordinatorin Identifizierung: Dr. Susanne Verbarg

4.1. Service Mikroorganismen

Die korrekte Identifizierung und Beschreibung von Die etablierten Methoden dienen sowohl der inner- Mikroorganismen ist von zentraler Bedeutung in betrieblichen Qualitätskontrolle und Forschung als auch der Mikrobiologie. den von außen herangetragenen Aufträgen. An ausgezeichneter Position befand sich die Methode Die DSMZ bietet die Identifizierung von Bakterien, der 16S rRNA Gen Sequenzierung, mit deren Hilfe nicht Pilzen und Hefen als Service für die internationale nur neu aufgenommene Typstämme und uncharakteri- wissenschaftliche Gemeinschaft an. Mit dem na- siertes Sammlungsmaterial, sondern auch Kunden- hezu einzigartigen Methodenspektrum und den stämme auf phylogenetische Identität überprüft wissenschaftlichen Experten besitzt die DSMZ wurden. Um das Spektrum phylogenetischer Verwandt- die Möglichkeit, unbekannte Mikroorganismen in schaften von der Gattungsebene auf die Artebene einem polyphasischen Ansatz unter Nutzung der auszuweiten, wurde die Methode der DNA-DNA morphologischen, physiologischen, chemotaxono- Hybridisierung zur Routinemethode ausgebaut und mischen und molekularbiologischen Methoden zu dieser die Methode der automatischen Typisierung von rrn Operonen zur Seite gestellt. Diese nimmt heute eine identifizieren und diese Methoden auch in immer hervorragende Stellung in der Qualitätskontrolle größerem Umfang für die Neubeschreibung von nachkonservierter Stämme ein. Taxa sowohl als Service als auch in Kooperation einzusetzen. Die Einhaltung von Qualitätsstandards Aufgrund des weltweit wachsenden Interesses an ist in diesem Service unabdingbar. Bakteriensystematik, das sich in der ständig zuneh- Der Bereich Zentraler Service nimmt in den menden Zahl von Neubeschreibungen von Bakterien- Aufgabengebieten Qualitätsmanagement und in der taxa dokumentiert und der Einmaligkeit des Service- Charakterisierung neuer Arten eine Schlüsselposition angebotes der DSMZ für DNA-DNA-Hybridisierungen ein, weil darin die molekulare Identität des biologischen und Peptidoglycananalysen ist ein kontinuierlicher Materials bestimmt bzw. überprüft wird. Anstieg der Nachfrage nach diesen Servicekomponenten Hier werden Chargen gefriergetrockneter Stämme auf zu verzeichnen. Auch die Anzahl der Analysen der re- deren Authentizität überprüft, Teilsequenzen von spiratorischen Chinone und polaren Lipide, die eine Neuaufnahmen bestimmt und mit denen hinterlegter große Erfahrung voraussetzen, steigt stetig. Für diese Sequenzen verglichen und es werden neue, im Rahmen speziellen Methoden wird Biomasse in größerer Menge von Drittmittelprojekten isolierte Stämme routinemäßig und geeigneter Form benötigt. Somit steigt auch die phylogenetisch eingeordnet. Nachfrage, diese Biomasse als Service in der DSMZ zu Die Vielfalt an Methoden, die Kompetenz und Erfahrung produzieren. der beteiligten Mitarbeiter und auch die enorme Gleichzeitig ist ein zunehmender Beratungsbedarf Flexibilität werden in der Bearbeitung der gesamten sowohl hinsichtlich der Identifizierung als auch der taxonomischen Bandbreite der Mikroorganismen Neubeschreibung zu verzeichnen, so dass sich ein eingesetzt. Dieser umfangreiche Service ist weltweit ‚customer service' auf hohem wissenschaftlichen einmalig. Niveau entwickelt.

Im Bereich Zentraler Service sind folgende Arbeitsgruppen beteiligt: ? AG Dr. Susanne Verbarg (Zentraler Identifizierungs- Service,Organisation, allgemeine Identifizierung von Bakterien, Anzucht von Biomasse nahezu aller Taxa), ? AG Dr. Peter Hoffmann (Identifizierung von Pilzen und Hefen), ? AG Dr. Cathrin Spröer (molekulare Methoden und Hybridisierung), ? AG Dr. Peter Schumann (Chemotaxonomie, Ribotyping, MALDI TOF), ? AG Dr. Brian Tindall (Chemotaxonomie) ? AG PD Hans-Peter Klenk (zelluläre Fettsäuren). Biolog System © DSMZ

Wissenschaftliche Services 55 Chemotaxonomie, MALDI-TOF / Riboprinting: Dr. Peter Schumann

4.1.1. Chemotaxonomie, MALDI-TOF / Riboprinting

Die folgenden Tabellen bieten einen Überblick über die Anzahl der chemotaxonomischen und molekularen Analysemethoden, die im Jahr 2011 durchgeführt wurden: Analysis Preparation Peptido Cell DNA DNA base MALDI- AG MALDI-TOF/ of purified -glycan wall preparation composition RiboPrinting TOF Riboprinting cell walls sugars for base by HPLC composition intern extern -ID/Kd.aufträge- 55 78 21 72 89 126 - interne Aufträge - 3 1.299 - Forschung - 36 47 1.969 Gesamt einzeln 55 78 24 108 136 1.299 126 1.969 Gesamt kumuliert 55 78 24 108 136 1.425 1.969

4.1.2. DNA und Sequenzierung Analysis DNA- Hybridi- 16S rDNA 16S rDNA Cloning, Cloning, DNA- preparation zation partial complete partial complete preparation for sequence sequence for hybridization analysis analysis dispatch intern extern intern extern intern extern AG Sequenzierung 23 5 856 - ID/Kd.aufträge - AG Sequenzierung 2.243 83 - interne Aufträge - AG Sequenzierung 48 10 - Forschung - AG DNA/DNA-Hyb. 181 135 - ID/Kd.aufträge - AG DNA/DNA-Hyb. 137 112 - Forschung - Gesamt einzeln 318 247 2.243 23 0 53 83 10 856 Gesamt kumuliert 318 247 2.266 53 83 10 856

4.1.3. Zentrale Identifizierung Die Organisation des Identifizierungsservices obliegt zentral der AG Identifizierung. Diese übernimmt die Sichtung des eingehenden Materials, die allgemeine Identifizierung der Bakterien, die notwendigen Vorarbeiten (z.B. Anzuchten) für den chemotaxonomischen und molekularbiologischen Service und die abschließende Bearbeitung für alle Aufträge. Entsprechend groß ist das Spektrum an Medien, Kultivierungsmethoden und verschiedensten physiologischen und biochemischen Tests, das in diesem Arbeitsbereich jederzeit zur Verfügung stehen muss. Die gewonnenen Daten werden im zentralen Identifizierungslabor zusammengeführt, ausgewertet, beurteilt und in einem abschließenden Bericht zusammengefasst. Im Zuge der rasanten Fortentwicklung der molekularen Methoden ist die Nachfrage nach klassischen Identifizierungen rückläufig. Das Interesse an speziellen Methoden zeigt eine stetig steigende Tendenz. Die Entwicklung ausgewählter Methoden in der AG Identifizierung ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

Jahr 2009 2010 2011 Vollständige Identifizierungen 106 77 116 Analyse von respiratorischen Chinonen und polaren Lipiden 185 188 230 Kultivierung von Bakterien für den Service 225 150 126

56 Wissenschaftliche Services DNA und Sequenzierung: Dr. Cathrin Spröer

Im Jahr 2011 wurden vom Identifizierungsservice dient auch der Harmonisierung der Spektrenqualität und insgesamt 1.790 Einzelaufträge bearbeitet. der Qualitätskontrolle der Spektrendatenbanken der Dabei wurden national 453 Industrie- und 186 teilnehmenden Sammlungen. Die Ergebnisse wurden in Forschungsaufträge und international 308 Industrie- den Berichten zu Milestone ML.JRA2.1.3 „Assessment of und 843 Forschungsaufträge bearbeitet. strain identity of Lactobacillus, Leuconostoc, Fructo- bacillus, Oenococcusand Weissella in holdings of Ausgewählte Projekte: different collections” und Deliverable D.JRA2.1.3 „Report on strain authentication by MALDI-TOF and identifica- Einführung neuer Analysemethoden für die tion of accurate and misclassified/mislabelled strains in Bestimmung von Verwandtschaftsverhältnissen consortium holdings” dargelegt.

Teilprojekt: Etablierung der MALDI-TOF Analyse Überprüfung von publizierten Peptidoglycan- und Erstellung weiterer Identifizierungsdatenbanken für Menachinondaten für ausgewählte Vertreter der Gattungen, u.a. durch Einpflegen von Spektren der Ordnung Micrococcales Gattungen Acetobacter, Carnobacterium, Fructobacillus, Mitarbeiter: Dr. P. Schumann, A. Wasner Gluconacetobacter, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Pseudomonas, Taxon-assoziierte Metadatenbanken, die durch auto- Weissella sowie von Gattungen aus der Suborder matisches Data-Mining erstellt werden, sind auf die Micrococcineae, die im Rahmen des EMbaRC Projekts Zuverlässigkeit der publizierten Datensätze angewiesen. gemessen wurden. Bei der Durchsicht der an Zahl zunehmenden Neu- beschreibungen von Bakterientaxa durch z.T. in Teilprojekt: Suche nach neuen Wegen zur klassischen Charakterisierungsmethoden wenig Identifizierung von Arten - Anwendung einer erfahrene Arbeitsgruppen fallen mitunter chemo- massenspektrometrischen Methode (MALDI-TOF MS) taxonomische Daten auf, die nicht zum bekannten zur Identifizierung von Prokaryoten - Teilprojekt Merkmalsspektrum hochverwandter Organismen passen JRA2.1.3 von EMbaRC oder hinsichtlich chemischer Strukturen nicht plausibel erscheinen. Am Beispiel ausgewählter Vertreter der Beteiligte der DSMZ: Dr. P. Schumann, K. Koslowski OrdnungMicrococcales soll derartigen Widersprüchen Bakterienstämme müssen in öffentlichen Kulturen- bei Peptidoglycan- und Menachinon-daten sammlungen hinterlegt werden, um sie für Vergleichs- nachgegangen werden. zwecke und die Überprüfung publizierter Informationen Gegebenenfalls werden Emendierungen von Taxon- verfügbar zu machen. Da die meisten Stämme in mehr beschreibungen oder Reklassifizierungen aus diesen als einer Kulturensammlung deponiert wurden und die Untersuchungen resultieren. Mehrfachhinterlegung von Typstämmen für taxonomische Beschreibungen obligatorisch ist, ist die Frage berechtigt, ob äquivalente Stämme aus verschiedenen Sammlungen tatsächlich identisch sind. Für diese Fragestellung wird im Rahmen des Teilprojekts JRA2.1.3 von EMbaRC MALDI-TOF MS als effektive Methode mit hohem Probendurchsatz eingesetzt. In dieser Studie, an der außer der DSMZ als „lead partner“ die Sammlungen CIP (Frankreich) und CECT (Spanien) teilnehmen, wurden äquivalente Stämme untersucht, die 81 Arten und 15 Unterarten der GattungLactobacillus , 25 Arten und 3 Unterarten der Familie „Leuconostocaceae “ (mit den GattungenLeuconostoc, Fructobacillus, Oenococcus and Weissella) sowie 22 Arten und 2 Unterarten der Gattung Pseudomonas, 13 Arten der Gattung Pediococcus , 19 Arten der GattungCarnobacterium , 4 Arten der Gattung Lactococcus, 44 Arten der Gattung Arthrobacter und 125 Arten der SuborderMicrococcineae repräsentieren. 12 Stämme wurden gefunden, die entweder falsch klassifiziert waren oder für die in den Datenbanken der teilnehmenden Sammlungen falsche Spektren enthalten waren. Die Studie gestattet nicht nur die Überprüfung MALDI-TOF Massenspektrometer zur Identifizierung von der Identität äquivalenter Sammlungsstämme, sondern Bakterien-Arten © DSMZ

Wissenschaftliche Services 57 Kundenbetreuung: Dr. Klaus Steube

4.2. Service Menschliche und Tierische Zellkulturen Der Bereich “Menschliche und Tierische Zelllinien“ Die Analyse der inländischen Abgaben in Höhe von 1.445 bietet zusätzlich zu den sammlungsbezogenen menschlichen und tierischen Zellkulturen und DNA nach Aktivitäten eine Reihe von zellkulturbezogenen Bundesländern bestätigt erneut das gewohnte Bild: es Services an, insbesondere die Speziesidenti- dominiert der Süden und Westen Deutschlands. Der Anteil der östlichen Bundesländer plus Berlin liegt mit 18,5% fizierung, Zelllinienauthentifizierung, Detektion unter dem Vorjahreswert. und Eliminierung von Mykoplasmen sowie die Mit insgesamt 3.583 Zelllinien, DNA und Zellpellets Detektion von humanpathogenen Viren. wurden im Betrachtungszeitraum 2011 zum zehnten Mal Außerdem ist der Bereich eine international in Folge mehr Zelllinien ins Ausland als innerhalb anerkannte Hinterlegungsstelle für Patentzelllinien Deutschlands verkauft. Die Analyse der internationalen nach dem Budapester Vertrag und bietet darüber Kunden beschert erneut den USA einen bedeutenden hinaus ausgezeichnete Bedingungen für die Marktanteil von 44,6%, gefolgt von Großbritannien (9,1% Sicherheitshinterlegung von Zellkulturen. Marktanteil) und Frankreich mit 8,8% Marktanteil. Die Nachweis- und Bestimmungsmethoden werden Zelllinien können entweder tief gefroren, auf Trockeneis kontinuierlich aktualisiert, um sicherzustellen, dass oder als wachsende Kulturen (Lebendkultur) verschickt werden. Der Anteil der Lebendkulturen verbleibt bei die modernsten und empfindlichsten Technologien einem niedrigen Wert von 0,5%. für Sammlung, Service und Forschung eingesetzt Die übrigen Zelllinien wurden in Trockeneis verschickt. werden. Über die Abgabe von Zelllinien hinaus bietet der Bereich Es wurden in 2011 insgesamt 5.028 Zelllinien, Zellpellets besondere Dienstleistungen an. Von den spezialisierten und DNA verkauft. Dies sind 486 Abgaben (+ 10,7%) Arbeitsgruppen wurden in 2011 die folgenden 3.436 mehr als im Vorjahr. Es wurden 53,0% aller Zelllinien an Services erbracht: Non-Profit und 28,7% an nationale Einrichtungen verkauft. AG Service 2011 Alle AGs Accession of new cell lines 50 Prescreening of new cell lines 0 Replenishment of existing cell lines 182 Mycoplasma elimination 1 Cytogenetics Chromosomal analysis 394 Immunology Accession of patent cell lines 44 Accession of safe deposit cell lines 30 Mycoplasma elimination in patent cell lines 1 Cryopreservation/Growth control of patent cell lines 18 Patent/safe deposit cell line for dispatch 14 Immunophenotyping cell lines 136 Mol. Biology DNA typing, internal 437 DNA typing, external 626 DNA sales 44 Mol. Genetics Molecular genetic PCR 124 Virus Diagnostics Mycoplasma detection PCR, internal 423 Mycoplasma detection PCR, external 119 Mycoplasma detection microbiological method, ext. 0 Mycoplasma elimination, external 10 Virus detection PCR, internal 253 Virus detection PCR, external 56 Cultivation of cells for virus detection , external 14 Cell Biology Species-PCR (Assays), internal 281 Species-PCR (Assays), external 119 Preparation and shipment of active cultures 49 Preparation and shipment of cell pellets 10 Growth control of complained cell lines 1 58 Wissenschaftliche Services Kundenbetreuung: Dr. Heinz Martin Schumacher

4.3. Services Pflanzenzellkulturen

Hauptaufgabe des Servicesektors ist die Erhaltung Besondere Bedeutung hat die Entwicklung und und Bereitstellung pflanzlicher Zellkulturen für Durchführung von Kryokonservierungstechniken Anwender. Hierbei ist es auch Aufgabe des im Zusammenhang mit Sicherheits- und Patent- Bereichs, durch Neuaufnahme oder Anlage von hinterlegungen. Zelllinien auf aktuelle Trends in Forschung und Anwendung einzugehen. Serviceschwerpunkte sind 2011 wurden 28 Zellkulturen an Kunden insbesondere die Etablierung neuer Zelllinien aus abgegeben. Pflanzenmaterial, Anlage von Suspensionskulturen aus Kallusmaterial. Zusätzlich zur Abgabe von Kulturen hat der Bereich in 2011 folgende Services erbracht:

Service 2011 Accession of an additional plant cell culture 0 Accession of additional patent plant cell culture 1 Cultivation of callus or root culture on solid medium 4.643 Cultivation of suspension culture 90 Initiation of callus culture 0 Initiation of suspension culture 2 Viability test of conserved cultures 0 Reconservation of strains (batch à 20 units) 0 Customer service and order processing 65

Wissenschaftliche Services 59 Kundenbetreuung: Dr. Wulf Menzel

4.4. Services Pflanzenviren

Der Bereich Pflanzenviren entwickelt serologische Etwa 50% des Gesamtumsatzes wird hier von 16 Reagenzien zum Nachweis von Pflanzenviren, die von industriellen Kunden (Zierpflanzenindustrie, Industrie und Partnern der weltweit tätigen Diagnoselabore und anderen Anbietern serologischer Pflanzenschutzdienste, vor allem als ELISA Diagnostika) bestritten, die die Produkte direkt zur Testreagenzien genutzt werden. Virusdiagnose einsetzen oder verarbeiten und weiter Solche Produkte erfordern ein hohes Maß an F&E, verkaufen. eine strenge und umfangreiche Qualitätskontrolle und Die Virusdiagnose mittels molekularer Nachweis- die ständige Anpassung an derzeitig bestehende verfahren wird mehr und mehr zur Routine. virologische Situationen (Entwicklung von Referenzmaterialien hierfür sind gefriergetrocknete Virusstämmen, Auftreten neuartiger Viren). Viruspräparate und auch Nukleinsäurepräparate virusinfizierter Pflanzen. Bislang wurden solche Für knapp 200 Virusspezies in verschiedenartigen Präparate nur in Einzelfällen abgegeben, jedoch besteht Kulturen werden solche Tests vorgehalten, jedoch sind ein ständig steigender Bedarf, so dass diese Produkte in es nur etwa 10 Viren, die ca. 30% des Absatzes der die Abgabestatistik aufgenommen wurden. Aufgrund der Reagenzien ausmachen. Gleichwohl besteht ein ähnlich kritischen Materialien (RNA) besteht ein sehr hoher hoher Aufwand für das QM aller Reagenzien. Aufwand in QC, so dass Nukleinsäurepräparate virusinfizierter Pflanzen auch künftig nicht generell Pro Jahr werden ca. 300 Kunden in fast 750 Bestellungs- angeboten werden, sondern nur in speziellen Fällen vorgängen mit serologischen Reagenzien und (Quarantäne) auf Nachfrage produziert und abgegeben Viruspräparaten bedient. werden.

Die differenzierte Abgabestatistik für das Jahr 2011 stellt sich wie folgt dar:

Kundenstatistik Inland PFVI- PFVI- PFVI-Ser PFVI-Ser PFVI- PFVI-Vir.- Plasmide Saatgut ml Sets Vir Nucl. Non-Profit national 6 8,20 1.998 199 Industrie national 1 13,50 1.520 154 DSMZ intern 475 39 Zwischensumme Inland 0 7 21,70 3.993 392 0 Kundenstatistik Ausland PFVI- PFVI- PFVI-Ser PFVI-Ser PFVI- PFVI-Vir.- Plasmide Saatgut ml Sets Vir Nucl. Non-Profit international 16 22,60 2.796 689 200 Industrie international 2 7 98,50 3.149 1.191 Zwischensumme Ausland 2 23 121,10 5.945 1.880 200 Gesamt 2 30 142,80 9.938 2.272 200

Das Verhältnis von Industriekunden (48,8%) gegenüber Kunden aus Forschungssektoren (51,2%) ist im Betrachtungszeitraum nahezu ausgeglichen. Auf dem inländischen Markt wurden 35,0% der Produkte abgesetzt, so dass sich für die internationalen Abgaben ein Anteil von 65,0% ergibt.

60 Wissenschaftliche Services Zusätzlich zur Abgabe von Kulturen hat der Bereich in 2011 folgende Services erbracht:

Service 2011 Accessioning Accession of a new virus isolate 26 Conservation of viable virus isolates 297 Virus multiplication and purification 33 Viruses Preparation of virus inocula, viability tests 63 Preparation of virus positive controls, check in ELISA 203 Check for authenticity/purity 293 Preparation of virus nucleic acids and total nucleic acids from virus infected plants 14 Molecular virus diagnosis, PCR, sequencing, hybridisation dsRNA 556 Antisera Production of new antisera 17 Production of additional antisera 287 Production of additional kits 145 Production of new monoclonal antibodies 1 Reconservation of hybridoma cells 0 Customer service and order processing 731

Wissenschaftliche Services 61 AG-Leiterin: Dr. Vera Weihs

4.5. Patent- und Sicherheitshinterlegung

Neben den öffentlichen Sammlungen führt die bei einer anerkannten Patenthinterlegungsstelle zu DSMZ auch der Öffentlichkeit nicht frei zugängliche hinterlegen, damit die nach Patentgesetz erforderliche Sammlungen. In diesen restriktiv gehandhabten Beschreibung als ausreichend angesehen werden kann. Sammlungen werden Sicherheits- und Patent- Patenthinterlegungen erfolgen bei der DSMZ nach dem Budapester Vertrag über die internationale Anerkennung hinterlegungen von biologischem Material der Hinterlegung von Mikroorganismen für die Zwecke vorgenommen. von Patentverfahren. Die DSMZ ist mit 237 Hinter- legungen in 2011 die IDA mit den meisten Hinter- 4.5.1. Patenthinterlegungen legungen in Europa, weltweit rangiert sie hier an Ein Aufgabenfeld der nicht öffentlichen, streng fünfter Stelle hinter den beiden chinesischen vertraulichen Sammlungen ist die Aufnahme von Hinterlegungsstellen CCTCC und CGMCC, deren biologischem Material als so genannte 'Patentstämme'. Hinterlegungszahlen in den letzten Jahren sehr hohe Ein Kriterium, um Patentschutz für eine Erfindung Wachstumsraten aufwiesen, der US-amerikanischen erhalten zu können, ist die Forderung nach Nacharbeit- ATCC und der koreanischen KCTC. barkeit. Diese wird durch die Patentschrift gewährleistet. Bei den Gesamthinterlegungszahlen ist die ATCC Bei biotechnologischen Erfindungen ist es vielfach führend, gefolgt von der japanischen IPOD und der erforderlich, das biologische Material ergänzend DSMZ.

Patenthinterlegung/Neuaufnahmen pro Jahr 2007 2008 2009 2010 2011 Mikroorganismen 176 120 167 217 190 Menschliche und Tierische Zellkulturen 57 106 49 61 46 Pflanzliche Zellkulturen 1 1 0 0 0 Pflanzenviren 1 2 1 0 1 Summe aller Patenthinterlegungen 235 229 217 278 237

Über 80 % der Patenthinterlegungen bei der DSMZ Bei zu großem Verlust an lebensfähigen bzw. plasmid- stammten 2011 aus Europa, weitere 14 % aus Asien tragenden Zellen sowie bei zu geringem Vorrat an Kon- und Australien sowie 4 % aus Amerika. Dreiviertel der serven werden neue Konservierungschargen angelegt. Hinterleger kamen aus der Industrie. Diese neu hergestellten Kulturen müssen jeweils vom Hinterleger wieder auf Identität überprüft werden. Herkunft der Patenthinterlegungen in 2011 Im Jahr 2011 waren von den 237 Hinterlegungen 52 gentechnisch veränderte Mikroorganismen, Hefen und Zellkulturen sowie 6 Plasmid-DNAs. Deutschland Im Falle vonEscherichia coli -Stämmen konnte über Europa Infektion mit dem fürEscherichia coli K12-Stämme Südamerika Nordamerika spezifischen Bakteriophagen U3 festgestellt werden, Asien ob es sich bei den Hinterlegungen um Derivate von Australien Escherichia coli K12 handelte. Das Vorhandensein der angegebenen Vektoren wurde durch Plasmid- isolierungen bestätigt. Das Spezialwissen im Zusammenhang mit der Patent- Der Bestand an biologischem Material in der hinterlegung wird immer wieder von der Weltorgani- Patentsammlung umfasste zum Jahresende 7897 sation für Geistiges Eigentum (World Intellectual Kulturen. Property Organization – WIPO) abgerufen. Die Lebensfähigkeit des konservierten biologischen So erfolgte auch in 2011 eine Einladung zum Patentamt Materials wird regelmäßig überprüft, da gemäß Buda- in Kuala Lumpur, Malaysia, um dort über die Aufgaben pester Vertrag die Verpflichtung besteht, zu Patent- und Tätigkeiten einer nach dem Budapester Vertrag zwecken hinterlegte Organismen für einen Zeitraum anerkannten Patenthinterlegungsstellle (IDA) zu refe- von mindestens 30 Jahren unverändert zu lagern. rieren und zu beraten. Bei plasmidhaltigen Stämmen wird die Stabilität der Plasmide in der Wirtszelle beobachtet.

62 Wissenschaftliche Services 4.5.2. Sicherheitshinterlegungen Zur Sicherheitshinterlegung eingesandtes biologisches Material wird unabhängig von den öffentlichen Sammlungen der DSMZ bearbeitet und nicht in den DSMZ-Katalog aufgenommen. Das Material wird vertraulich behandelt und verbleibt zu jeder Zeit im Besitz des Hinterlegers.

Sicherheitshinterlegung/Neuaufnahmen pro Jahr 2007 2008 2009 2010 2011 Mikroorganismen 40 35 44 32 45 Menschliche und Tierische Zellkulturen 149 45 27 11 5 Summe der Sicherheitshinterlegungen 189 80 71 43 50

4.5.3. Abgaben Die Anzahl der Abgaben aus dem Bereich der nicht-öffentlichen Sammlungen war in den letzten Jahren starken Schwankungen unterworfen. Der Blick auf die vergleichenden Zahlen ergibt:

Jahr 2007 2008 2009 2010 2011 Abgabe von Proben aus der Patenthinterlegung 69 59 96 117 95 Abgabe von Proben aus der Sicherheitshinterlegung 103 69 38 63 62 Gesamt 172 128 134 180 157

Bei der Anforderung von Patentstämmen wird in jedem waffenkontrollgesetzes, des Gentechnikgesetzes und Einzelfall der Anforderer über die Vorgehensweise bis anderer relevanter Gesetze und Verordnungen wie die zum endgültigen Versand der Organismen beraten. 'IATA Dangerous Goods Regulations', direkt in der Das Verschicken angeforderter Patentstämme erfolgt Arbeitsgruppe Patente. aus Sicherheitsgründen unter Beachtung des Kriegs-

Wissenschaftliche Services 63

5. Forschung

Forschung

5.1. Abteilung Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung Leiter: Prof. Dr. Overmann

Zeitgleich mit dem Start von Prof. Jörg Overmann Sammlung repräsentativen Probenmaterials für die als Direktor der DSMZ wurde im Jahre 2010 die Hochdurchsatzsequenzierung genutzt. Das gewonnene Abteilung „Mikrobielle Ökologie und Diversitäts- Probenmaterial wurde mittels neuerbarcoding - forschung“ gegründet. Verfahren hochparallel per Illumina-Sequenzierung auf die Zusammensetzung der Gemeinschaften der Die Forschungsarbeitsgruppe untersucht die Bodenbakterien hin untersucht. In gleicher Weise Mechanismen und Prozesse, die zur Entstehung werden in dem parallel durchgeführten Projekt zur mikrobieller Vielfalt führen. Anhand der gezielten Erfassung der Diversität vonAcidobacteria in Böden der Kombination von innovativer Hochdurchsatz- deutschen Biodiversitätsexploratorien umfangreiche kultivierung, neuester molekularbiologischer Sequenzanalysen durchgeführt. Die gewonnenen Daten Methoden und differenzierten (Meta- ermöglichten eine erste vergleichende Analyse der )Genomanalysen werden die Artbildung, aktiven Bakterienpopulationen in Abhängigkeit von der Anpassungsmechanismen und Interaktionen Landnutzung und gestatten so Rückschlüsse auf die von Bakterien aufgeklärt. Personell umfasst die Effekte unterschiedlicher Landnutzungsformen. Abteilung „Mikrobielle Ökologie und Diversitäts- Übergeordnetes Ziel der dargestellten Projekte ist die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen forschung“ mittlerweile sieben wissenschaftliche Biodiversität und Umweltfaktoren (insbesondere der Assistenten/Postdoktoranden, vier Doktoranden, Landnutzung) sowie die Analyse der zugrundeliegenden eine Gastwissenschaftlerin sowie drei technische funktionellen Mechanismen. Zusammen mit den neuen Assistentinnen. Eine weitere Wissenschaftlerstelle Aktivitäten zum Aufbau der Biodiversitäts-Datenbank und eine zusätzliche Stelle einer technischen bietet dieser im Institut neue Forschungsschwerpunkt Assistentin wurden ausgegliedert, um erstmalig zugleich einen strategisch wichtigen Anknüpfungspunkt für die DSMZ eine neue unabhängige Nachwuchs- für eine Mitarbeit in dem Deutschen Zentrum für gruppe zu schaffen. Integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) in Leipzig. Diese Nachwuchsgruppe widmet sich der Thematik Methodisch wurde mit den Projekten die Grundlage für „Mikrobielle Zellbiologie und Genetik“ und bringt die umfassende Analyse natürlicher komplexer Bakterienpopulationen unter Nutzung modernster insbesondere Expertise im Bereich der hoch- Sequenziertechnologie gelegt. auflösenden Lichtmikroskopie in die wissenschaftliche Arbeit der DSMZ ein.

Die Forschungsarbeiten der Abteilung Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung beinhalten als Schwerpunktthemen ? Populationsgenetik und Diversifizierung in natürlichen Bakteriengemeinschaften ? molekulare Mechanismen der bakteriellen Vielzelligkeit und ? Mechanismen der Überdauerung und Oligotrophie

Im Rahmen der Thematik Populationsgenetik und Diversifizierung wurden Populationen von Sphingomonaden in oligotrophen Seen analysiert. Dabei konnten genetisch klar abgegrenzte Subpopulationen von Bakterien mit identischen 16S rRNA Gensequenzen identifiziert werden, die Anhalts- punkte zur Entstehung von evolutionär isolierten Einheiten liefern können und daher derzeit mittels Genomsequenzierung weiter analysiert werden. Innerhalb des Projekts „The Future Okavango“ (BMBF Programm Nachhaltiges Landmanagement) wurden 3 Wochen Feldarbeit im Nordosten von Namibia sowie - erstmalig - im zentralen Hochland von Angola zu umfangreichenin situ -Aktivitätsmessungen und zur © Prof. Dr. J. Overmann DSMZ

Forschung 67 Molekulare Mechanismen der bakteriellen Nationale und internationale Projekte Vielzelligkeit werden schwerpunktmäßig an phototrophen Konsortien erforscht. Diese Assoziationen Die Abteilung „Mikrobielle Ökologie und stellen die am höchsten entwickelte Symbiose zwischen Diversitätsforschung“ ist an mehreren Kooperations- verschiedenen Bakterienarten dar. Die derzeit laufenden projekten und Forschungsverbünden beteiligt. Untersuchungen konzentrieren sich auf Mechanismen der gegenseitigen Zell-Zell-Erkennung, die Rolle von Auf internationaler Ebene wird die Rolle von Bakterien in Symbioseproteinen bei der Adhäsion und Signal- den Nährstoffzyklen semiarider Böden des südlichen transduktion, und die Coevolution beider Partner- Afrika im Rahmen des vom BMBF-geförderten Regional- bakterien. Dazu werden neuartige Puls-markierungs- projekts „The Future Okavango“ (Beginn 01.09.2010, methoden, Isotopolom-Analysen sowie Omics-Ansätze Laufzeit 5 Jahre) untersucht. Weitere internationale eingesetzt. Forschungskooperationen bestehen in dem DFG- geförderten Projekt zu bakteriellen Symbiosen mit der Die Erforschung von Mechanismen der Überdauerung Pennsylvania State University und der Universität und Oligotrophie erfolgt an Bakterienstämmen, die sich Kopenhagen im Hinblick auf Genomsequenzierungen, durch neuartige Anpassungsmechanismen auszeichnen im Rahmen der Transkriptomanalyse grüner Schwefel- und durch die Abteilung experimentell zugänglich bakterien aus dem Schwarzen Meer mit der University gemacht wurden. Das grüne Schwefelbakterium of Delaware (Prof. Dr. T. Hanson) sowie in einem gemein- Chlorobium phaeobacteroides BS1 wurde aus dem samen Forschungsprojekt zur Zusammensetzung mikro- Schwarzen Meer aus einer Tiefe von 100 m isoliert bieller Bakteriengemeinschaften an Hydrothermal- und zeichnet sich durch einen extrem geringen quellen des Tyrrhenischen Meeres mit Dr. Valeria Lentini Energiestoffwechsel aus. Die dazu erforderlichen (Department of Animal Biology and Marine Ecology, besonderen Anpassungsmechanismen werden sowohl University of Messina). an Kulturen als auch anin situ Proben mittels Analysen Auf nationaler Ebene analysiert die Abteilung innerhalb von Genexpressionsmustern, möglichen alternativen eines Kooperationsprojekts in den von der DFG Stoffwechselwegen und Stabilitätsmessungen verschie- eingerichteten Exploratorien zur funktionellen dener Makromoleküle untersucht. Parallel werden die Diversitätsforschung (Schwerpunktprogramm SPP 1374, aus anderen Projekten bereitgestellten Neuisolate der Exploratories for large-scale and long-term functional Acidobacteria auf entsprechende Anpassungsmecha- biodiversity research) den Zusammenhang zwischen nismen hin untersucht. der Diversität vonAcidobacteria und der Landnutzung. In dem von der DFG geförderten TRR51 bearbeitet die Abteilung das neue Teilprojekt A07, mit dem die Populationsstrukturen vonDinoroseobacter und Phaeobacter und deren Auswirkungen auf die Ökologie und Evolution der Roseobacter Gruppe untersucht werden. Wissenschaftler der Abteilung sind außerdem an Verbundprojekten der DFG (Deutsches Zentrum für Integrative Biodiversitätsforschung, iDiv; Schwerpunkt- programm 1374 - Biodiversitäts-Exploratorien) eingebunden. Schließlich wird in dem SAW-Projekt „Abbau PacBio RS Sequencer © DSMZ von arktischem, terrigenem Kohlenstoff im Meer Diese Erschließung neuester Technologien durch die (ATKiM)“ in Kooperation mit den Leibniz-Instituten IOW Abteilung „Mikrobielle Ökologie und Diversitäts- (Warnemünde) und IGB (Berlin) die Dynamik des Abbaus forschung“ ist integraler Bestandteil des Gesamtkon- organischer Substanz in der Ostsee analysiert. zepts zur Weiterentwicklung des Leibniz-Instituts DSMZ. Im Berichtszeitraum wurde ein Pacific Biosciences RS Sequenzierautomat der dritten Generation erfolgreich in Betrieb genommen. Damit wurde die DSMZ die zweite wissenschaftliche Institution in ganz Deutschland, die über die Sequenziertechnologie der dritten Generation verfügt. Parallel wurde ein Durchflusszytometer mit Einzelzellsortierung beschafft, wodurch die hoch aktuelle Methode der Einzelzellgenomik im Hochdurchsatz- verfahren für die DSMZ zugänglich gemacht wurde. Die Abteilung leistet mit der Isolierung und Archivierung einer steigenden Zahl neuartiger Bakterienarten der Acidobacteria und Sphingomonaden einen Beitrag zur Umsetzung des längerfristigen Ziels der Erschließung neuartiger Ressourcen für die molekulare Wirkstoff- Forschungsschiff Meteor (Foto: IfM Hamburg) und Signalstoffforschung.

68 Forschung Projekt DZIF – Zum einen wird die DSMZ als zentrale Biobank die Deutsches Zentrum für Infektionsforschung Sammlungsaktivitäten innerhalb des DZIF koordinieren. Mitarbeiter: Dr. B. Abt, Prof. Dr. J. Overmann So wird die Verfügbarkeit und Qualitätskontrolle der Bakterienstämme für die Forschung sichergestellt und Zeitraum: 2011 - 2015 eine Harmonisierung der Sammlungsaktivitäten erreicht. Beschreibung / Hintergrund: Das Deutsche Zentrum für Zum anderen wird die DSMZ eine Sammlung von poten- Infektionsforschung gehört zu den Deutschen Zentren tiellen Wirkstoffproduzenten aufbauen, die in das der Gesundheitsforschung und ist ein Zusammenschluss zentrale Wirkstoff-Screening der DZIF-Partner einfließen von 32 Forschungseinrichtungen an sieben Standorten, werden. Durch die Bereitstellung einer großen Diversität die sich mit der Bekämpfung von Infektionskrankheiten an Mikroorganismen und die gezielte Erweiterung der beschäftigen. DZIF bildet thematisch fokussierte Spezialsammlungen der DZIF-Partner soll die limitierte translationale Gruppen (Thematic Translational Units , Verfügbarkeit von Mikroorganismen als potentielle TTU) von Wissenschaftlern, die sich Standort- Wirkstoffproduzenten überwunden werden. übergreifend gezielt einem spezifischen Erreger bzw. einer Infektionskrankheit widmen. Zur Unterstützung Bis Ende des Jahres 2012 werden einheitliche Protokolle der TTU´s gibt es verschiedene Infrastruktur- und SOP´s (Standard Operating Procedure) entwickelt einrichtungen, wie z.B. die DZIF Biobanking Plattform. und an die DZIF-Partner weitergegeben, so dass die Sammlungsaktivitäten der DZIF-Standorte harmonisiert Die Biobanking Plattform setzt sich aus drei Bereichen und standardisiert werden. Hierbei werden die Themen zusammen: Gewebeproben (Biomaterialbank Heidel- Probenentnahme, -verwaltung und -lagerung und auch berg), flüssige Biomaterialien (Helmholtz-Zentrum die Erhebung und Verwaltung von Metadaten München) und Pathogene sowie Wirkstoffproduzenten berücksichtigt. (DSMZ). Für Mitte 2013 ist der Start der voll ausgestatteten Die DSMZ wird als Partner der Biobanking Infrastruktur- und qualitätsgeprüften Pathogen- und Wirkstoff- einrichtung des DZIF´s zwei wichtige Aufgaben über- produzenten-Biobank an der DSMZ geplant. nehmen.

Entnahme einer Bodenprobe aus einem Bohrkern ©DSMZ

Forschung 69

6. Bioinformatik

Bioinformatik

6. Bioinformatik an der DSMZ - Gesamtkonzept

Die neu konzipierte Bioinformatikstruktur an der Diese in den Zusammenhang gestellten Betrach- DSMZ stellt bioinformatische Kernkompetenz in tungen aus unterschiedlichen Teilgebieten der den Bereichen Genomik/Transkriptomik, Phylo- Bioinformatik ermöglichen die Beschreibung der genomik und Datenbanken bereit und arbeitet an mikrobiellen Diversifizierung und die Identifizierung der Konzeption und Umsetzung der Datenhaltung, von spezifischen phylogenetischen Mustern, z.B. der Datenbereitstellung sowie der Erweiterung der anhand der 16S rRNA. wissenschaftlichen Datenbasis. Um gezielt Bezüge zur beschriebenen Physiologie Wissenschaftlich bearbeiten die drei Arbeits- der Organismen herstellen zu können, liefert dabei gruppen Fragestellungen mit dem Ziel, ein tief- ein innovatives Datenmobilisierungskonzept die greifendes Verständnis der genomischen und entsprechenden Metadaten (6.3.) als essentielle physiologischen Diversifizierung von Mikroorga- Ergänzung zur Einbeziehung phänotypischer nismen zu gewinnen. Für definierte Bakterien- Betrachtungen. gruppen werden Genom- und Transkriptomdaten Zusammengeführt treiben die jeweiligen erhoben und gleichzeitig bereits vorliegende Daten Erkenntnisse die Aufklärung grundsätzlicher integriert. genomischer und evolutionsbiologischer Vorgänge Auf Basis dieser Datengrundlage ergänzen sich voran und ermöglichen damit das Verständnis der Methoden aus komparativer und funktioneller damit verbundenen Artaufspaltung. Genomik (6.1) in Kombination mit Ergebnissen aus phylogenetischen Analysen (6.2.).

Bioinformatik 73 6.1. AG Genomik und Transkriptomik AG-Leiter: Dr. Boyke Bunk

Die AG GuT analysiert mikrobielle Sequenzdaten, Rechenleistung sowie 2 TB Arbeitsspeicher, zum anderen die im Rahmen von vergleichenden und evolutions- ein für die parallele Verarbeitung von speziellen biologischen Studien erhoben werden. Bioinformatik-Anwendungen optimiertes FPGA- Das verwendete Methodenspektrum ist breit Serversystem zur Verfügung. Alle in der Verarbeitungskette erzeugten Daten werden gefächert und reicht von der einfachen Analyse routinemäßig durch einen Backupzyklus gesichert. von Einzelsequenzdaten über den physiologisch orientierten Vergleich von Komplettgenom- und Nach Abschluss eines Projekts erfolgt eine endgültige Archivierung der damit verbundenen Daten (3). Transkriptomdaten bis hin zur Klassifizierung und der Diversitätsabschätzung komplexer Amplicon- und Metagenomdaten. Einer der Kernaufgaben ist die Verknüpfung von Sequenzdaten aus der neu an der DSMZ etablierten Single Molecule Real Time (kurz SMRT) Technologie (vgl. 4.1. Service Mikroorganismen) mit denen der komplementär verfügbaren Illumina-Technologie durch Hybridassemblierungen. Anhand der Kombi- nation der langen Leseweiten der SMRT-Techno- logie mit der Illumina-Sequenzierung erfolgt effizient der Lückenschluß innerhalb mikrobieller Genome, der zuvor mit einem erhöhten Aufwand Abbildung 6.1.1.: Bioinformatik-Infrastruktur - Datenfluss im verbunden war. Die über die SMRT-Technologie Rahmen des Szenarios „Analyse von mittels SMRT Technologie erhaltenen Kinetiken, die dem in Echtzeit beob- erhobenen Genomdaten“ © DSMZ achteten Nukleotideinbau zugrunde liegen, können wertvolle Informationen über Modifikationen der Die Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe widmen sich folgenden Aspekten: DNA wie Methylierungen liefern. Dadurch ergeben sich wichtige Anhaltspunkte, um beispielsweise · Komparative Genomik ausgewählter Mechanismen der Pathogenese einzelner Bakteriengruppen Bakterienarten aufzuklären. · Funktionelle Genomik (RNA-seq) · Metagenomik und Metatranskriptomik Technische Ressourcen: · Entwicklung einer Analysepipeline für V3 Kernstück der AG GuT ist ein Serversystem, welches den Ampliconsequenzen Anforderungen modernerNext Generation Sequenzier- · Integrative Entwicklung einer Analysepipeline für technologien in vollem Maß gerecht wird (Abbildung mikrobielle Genomevolution 6.1.1). · Auswertungen von mittels SMRT-Technologie Zur Auswertung der mittels SMRT Technologie erhobenen Genomdaten gewonnenen Genomdaten werden die in der Primäranalyse erhobenen Sequenzdaten vom · Hybrid-Genomassemblierung Sequenzierer auf einen Zentralspeicher mit 80 TB Kapazität verschoben (1) und anschließend einer Ausgewählte Projekte: Sekundäranalyse unterzogen (2), u.a. de novo Assemblierungen von Bakteriengenomen oder Vergleichende Diversitätsanalyse auf Basis der referenzierte Mappings von Sequenzdaten zur hochvariablen V3-Region des 16S rRNA-Gens am Erkennung genomischer Variationen (SNVs). Beispiel des BMBF-geförderten Verbundprojektes The Abschließend erfolgt eine an den Individualbedarf Future Okavango (TFO) und des DFG-Verbundprojektes angepasste Tertiärdatenanalyse, welche z.B. die Analyse Biodiversitäts-Exploratorien von Basenmodifikationen oder den Vergleich von RNA- Mitarbeiter: Dr. Boyke Bunk, Dr. Pia Wüst, Vanessa seq-Daten beinhalten kann. Die Sekundär- und Baumgartner, Prof. Dr. Jörg Overmann Tertiäranalysen beinhalten teilweise hoch rechenintensive Algorithmen, deren Verarbeitung Beschreibung/Hintergrund, Ergebnisse: maximale Anforderung an die Serverinfrastruktur stellt. Die Etablierung der Bartram-Technologie an der DSMZ Daher stehen zum einen ein aggregiertes SMP- hat das Multiplexing, d. h. die parallele Sequenzierung Serversystem aus 192 CPU-Cores, 2 TFLOPs des partiellen 16S rRNA-Gens (V3-Region) in mehreren Amplicon-Proben, erheblich vereinfacht und kosten-

74 Bioinformatik effizient gestaltet. In einer Spur des Illumina Genome Genom- und Transkriptomanalyse von schwachlicht- Analyzers können somit ca. 30 Proben, bzw. in einem adaptiertem BS1 und populationsgenomischer Lauf des Illumina HiSeq2000 ca. 60 Proben gleichzeitig Vergleich mit verwandten Grünen Schwefelbakterien sequenziert werden. Die zusätzliche kosten- und (GSB) zeitintensive Adapterligation der Einzelproben entfällt. Mitarbeiter: Dr. Boyke Bunk, Dr. Shaza Nabhan, Dr. Das Ziel ist es, für jede der erhobenen Proben ca. eine Johannes Müller, Dr. Johannes Sikorski, Prof. Dr. Jörg Millionen Sequenzdaten zu erheben, um so eine Overmann möglichst hohe Abdeckung der mikrobiellen Diversität zu erreichen. Die Prozessierung der Sequenzdaten Beschreibung/Hintergrund, Ergebnisse: beinhaltet das komplexePreprocessing sowie eine Die komparative Genomik der derzeit verfügbaren 15 Taxonomie-abhängige und auch -unabhängige (Partial-)genome grüner Schwefelbakterien (GSB) Diversitätsanalyse. Hierfür wird kontinuierlich an der unterliegt immer noch besonderen Herausforderungen. Optimierung des in der AG GuT entwickelten Workflows, Sämtliche Genome dieser diversen und hochinteres- der so genannten „V3 Amplicon Analysepipeline“, santen Bakteriengruppe sind bis dato entweder nicht gearbeitet. Diese Pipeline bearbeitet effizient die hohe geschlossen und/oder nur mit einer automatischen Zahl der verfügbaren Reads und filtert dabei effektiv Annotation verfügbar. Einzig fürChlorobium tepidum TLS sequenzierungsinhärente Fehler. Eine initiale Version der sind Ergebnisse molekularbiologischer Untersuchungen Pipeline wurde im August 2012 zur Verwendung im vorhanden und im entsprechenden Genom-Eintrag Rahmen des TFO-Projektes (siehe S. 18 - 19) sowie (GenBank AE006470) verankert und abrufbar. innerhalb der Biodiversitäts-Exploratorien bereitgestellt. Somit istChlorobium tepidum TLS zurzeit der einzige Modellorganismus der GSB. Für physiologische Transkriptomuntersuchungen des Schwachlicht- adaptierten Stammes BS1, einem weiteren Vertreter der GSB, war es daher zunächst notwendig, das vorliegende Genom mit aktuellen Methoden und Befunden auf Basis vonChlorobium tepidum sowie E. coli nachzuannotieren. Hierbei lagen die Hauptaugenmerke auf der Aktuali- sierung und Standardisierung der Produkt- und Erfassung von lokalen und saisonalen Schwankungen in Gennamen, dem Lückenschluss in zentralen Stoff- den Populationsstrukturen von aquatischen Süßwasser- wechselwegen sowie der Fehlerkorrektur in der Sequenz Sphingomonaden (Frameshifts). Nachfolgende RNA-seq-Untersuchungen von Schwach- und Starklichtkulturen von BS1 im Mitarbeiter: Dr. Mareike Jogler, Dr. Boyke Bunk, Dr. Hong Vergleich mitin situ- Daten geben erste Hinweise auf Chen, Prof. Dr. Jörg Overmann Anpassung und die Lebensweise in extremem Beschreibung/Hintergrund, Ergebnisse: Schwachlicht. Um die gezielte Erfassung von Subpopulationen Um die Diversifizierung der GSB mit scheinbar phäno- innerhalb einer bakteriellen Sphingomonaden- typisch sehr ähnlichen Eigenschaften erklären zu Gemeinschaft zu ermöglichen, wurde die Sequenz eines können, wurde mit der Entwicklung einer innovativen nicht-codierenden Bereiches (ITS1), der sich zwischen Evolutionsgenomik-Pipeline begonnen. Diese soll dem 16S rRNA und 23S rRNA Gen befindet, mittels eines ermöglichen, wichtige populationsgenomische Illumina Genome Analyzer bestimmt. Der Qualitätswert Ereignisse in der Genealogie von Genomen zu (Sanger Phred Score) für jedes einzelne Basenpaar quantifizieren, wie z.B. positiv und negativ selektierte musste dabei über 20 liegen, also in diesem Fall einen Gene/Gengruppen, intragenomische Rekombinationen, hohen Schwellenwert erreichen. Durch die ausgewählte lateraler Gentransfer und Rekombination sowohl Sequenzqualität wird zwar zum einen die Menge an innerhalb der Zielgruppe wie auch Eintrag genetischen verwertbaren Sequenzdaten drastisch reduziert, zum Materials von außerhalb. Die Pipeline soll sowohl anderen aber sichergestellt, dass die erhaltenen umfassend wie flexibel genug sein, um die jeweils Sequenzunterschiede keine Artefakte darstellen. gruppenspezifischen evolutionsbiologischen Charak- Durch die Methoden exakter Textsuche konnten teristika erfassen zu können, die durchaus sehr unter- innerhalb des Projektes eindeutige ITS1-Subpopu- schiedlich sein können. Im konkreten Fall der GSB lationen herausgearbeitet werden, die durch einen konnte ausgehend von 1:1 Vorhersagen orthologer Gene Vergleich der in allen Stämmen gleichen 16S rRNA bisher sowohl ein alle Spezies umfassendes Core-Genom nicht aufgelöst worden wären. Die Ergebnisse des erstellt wie auch gruppenspezifische Geninventare Projektes wurden abschließend veröffentlicht (Jogler innerhalb der GSB erfasst werden. Dies stellt einen et al., Appl Environ Microbiol. 2011 Oct;77(20):7355-64). ersten Grundstock für weitere Testungen in der Evolutionsgenomik-Pipeline dar.

Bioinformatik 75 6.2. AG Phylogenomik AG-Leiter: PD Dr. Markus Göker

Die Arbeitsgruppe Phylogenomik beschäftigt sich keine weiteren Daten erhoben werden. Die zunehmend hauptsächlich mit phylogenetischen Analysen, die für effizienteren und kostengünstigeren Methoden zur taxonomische Fragestellungen relevant sind. Sie Genomsequenzierung erlauben es im Prinzip, DDH durch entwickelt Software und Datenbanken für die Analyse in silico-Vergleiche von Genomsequenzen zu ersetzen; von Genomen. Diese sind wesentlich komplexer, aber allerdings fehlt eine standardisierte Methodik dafür. auch aussagekräftiger als die „klassischen“ Ansätze Ausgehend von unseren früheren Arbeiten über die basierend auf meist der 16S rRNA, seltener auf MLSA. Berechnung von intergenomischen Distanzen (GGD) Inhaltlich trägt die Phylogenomik wesentlich zu den wurden anhand eines empirischen Datensatzes (mit ? Publikationen im GEBA-Projekt bei, leistet aber auch Paaren von totalsequenzierten Genomen und forschungs-? und sammlungsbezogene Entwicklungs- zugehörigen DDH-Werten) sowie anschließender arbeit für die methodische Erweiterung des Service- Simulationen unvollständig sequenzierter Genome GGD angebots in Bezug auf genomsequenzbasierte Techniken auf ihre Vergleichbarkeit mit DDH hin getestet. (phylogenetische Analyse und taxonomische Verschiedene Methoden erreichten eine sehr hohe Interpretation von mikrobiellen Genomen). Korrelation mit DDH-Werten. Ein Webserver (und Standard Operating Procedure dazu) zur Berechnung von Die Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe widmen sich GGD und DDH-Analoga steht unter http://ggdc.dsmz.de folgenden Aspekten: zur Verfügung und wurde bislang (31.07.2012) von über · Phylogenetische Rekonstruktion und molekulare 180 verschiedenen Anwendern benutzt (mit insgesamt Taxonomie über 2.000 Jobs). Empirische Modelle und Distanzfunktionen wurden in einer aktuellen Studie · Statistische Auswertung von Phänotyp-Microarray- weiter optimiert („GGDC2“). Daten · Kodivergenz von Parasiten und Wirten Stammbaumberechnung aus kompletten Genomen Mitarbeiter: C. Scheuner, J. Meier-Kolthoff, PD Dr. M. Göker. Ausgewählte Projekte: Bei der phylogenetischen Ableitung aus kompletten Phylogenetische Rekonstruktion und molekulare Genomen muss wegen des Datenumfangs besonderes Taxonomie Augenmerk auf die parallele Verarbeitung gelegt werden, um die modernen Multicore-Rechner effizient Mitarbeiter: C. Scheuner, J. Meier-Kolthoff, PD Dr. M. auszunutzen. Die Analyse umfasst eine Vielzahl von Göker. Schritten, die implementiert bzw. integriert werden Die wachsende Zahl komplett sequenzierter Genome mussten (Abbildung 6.2.1.): Abfrage von annotierten von Typstämmen erlaubt in naher Zukunft die genom- Genomen in den Online-Datenbanken (1); paralleler basierte phylogenetische Analyse für taxonomische Sequenzvergleich mit BLAST (2); Homologie- (3) und Zwecke. Dabei handelt es sich aber um einen komplexen, Orthologiebestimmung (4); Alignierung der erhaltenen viele Einzelschritte umfassenden Prozess, weswegen die Gen-Cluster (5); Filtern der Alignments (6); dafür notwendigen Programme oft erst entwickelt, Zusammenfassen zu Supermatrizen (7); Erstellung von zumindest aber in ein entsprechendes Analysesystem Matrizen mit binären Merkmalen, die den Gen- (8) oder integriert werden müssen. Orthologengehalt (9) wiedergeben. Aus allen diesen Matrizen müssen mit verschiedenen Verfahren Stamm- Teilprojekte: bäume mit statistischen Unterstützungswerten berech- net werden (10). Digitale DNA-DNA-Hybridisierung Eine Optimierung der Parameter für die Einzelschritte Mitarbeiter: J. Meier-Kolthoff, PD Dr. M. Göker, PD Dr. H.- anhand des Vergleichs der Laufzeit, der resultierenden P. Klenk Stammbäume und zugehöriger nichtparametrischer Zur Entscheidung, ob zwei eng verwandte Statistiken, angewandt auf eine Reihe von Testdaten- Prokaryontenstämme als zwei verschiedene Arten sätzen, ist abgeschlossen, ein Methodenartikel ist in betrachtet werden müssen, wird letztlich deren Vorbereitung. Phylogenomische Ergebnisse mit der Ähnlichkeit in der DNA-DNA-Hybridisierung (DDH) entwickelten Software-Pipeline sind bislang in eine Reihe herangezogen; meistens gilt ein Wert unter 70% als von Manuskripten eingeflossen. Von aktuellem Interesse hinreichendes Kriterium. Nachteile sind die teilweise ist der Einsatz von intergenomischer Distanzen nicht nur mangelnde Reproduzierbarkeit, v.a. im Vergleich für die digitale DDH (siehe oben), sondern auch für die verschiedener DDH-Methoden, sowie der mangelnde Stammbaumberechnung sowie der Vergleich mit den Informationsgewinn, da außer paarweiser Ähnlichkeit Ergebnissen mit Supermatrizen.

76 Bioinformatik Statistische Auswertung von Phänotyp-Microarray- Daher wurde in der AG Phylogenomik ein R-Paket „opm“ Daten implementiert und im öffentlichen Verzeichnis CRAN Mitarbeiter: A. Fiebig, N. Buddruhs, Dr. J. Sikorski, PD Dr. hinterlegt. Die grafische Darstellung der Ergebnisse und M. Göker die Schätzung der Kurvenparameter ist mit Hilfe der freien Statistik-Software R ohne weiteres möglich. Das neue „OmniLog® Phenotype Microarray“-Gerät von Beginnend mit dem Einlesen der Daten deckt es den BIOLOG Inc. ermöglicht es, zahlreiche physiologische kompletten Arbeitsablauf einer typischen Analyse von Reaktionen - von der Substratverwertung über die Phänotyp-Microarray-Messungen ab, einschließlich des Antibiotika-Resistenz bis zur pH-Abhängigkeit - im Einpflegens von Metadaten und des Speicherns in Hochdurchsatz zu testen. Die relevanten Parameter aus geeigneten Dateiformaten (Abbildung 6.2.2.). diesen kompletten Respirationskinetiken müssen aber Entsprechende Tutorials und Präsentationen sind in statistisch zuverlässiger Weise aus den Kurven verfügbar unter http://opm.dsmz.de. abgeleitet, grafisch dargestellt und auf signifikante Unterschiede hin getestet werden. Aus den Eigenschaf- ten der Substrate sollen gezielt zu testende Hypothesen Wichtige Referenzen: abgeleitet werden, die Daten sollen für die Klassifikation Auch, A.F.,Klenk, H.-P., Göker, M. Standard operating aufbereitet werden, und die Rohdaten sollen zusammen procedure for calculating genome-to-genome distances mit den relevanten Metadaten gespeichert und verbrei- based on high-scoring segment pairs. Standards in tet werden. Ferner ist die automatische textliche Auf- Genomic Sciences 2: 142-148, 2010. bereitung dieser Daten für taxonomische Zwecke und sinnvolle Reduktion auf positive vs. negative Reaktionen Klenk, H.-P., Göker, M. En route to a genome-based von Interesse. taxonomy of Archaea and Bacteria? Systematic and Die mit dem Gerät mitgelieferte Software deckt die Applied Microbiology 33: 175-182, 2010 genannten Punkte allenfalls zu geringen Teilen ab. (doi:10.1016/j.syapm.2010.03.003). Um diese Daten optimal nutzen zu können, war daher Vaas, L.A.I., Sikorski, J., Michael, V., Göker, M., Klenk, die Entwicklung einer eigenen und passgenauen H.-P. Visualization and curve-parameter estimation bioinformatischen Lösung notwendig. strategies for efficient exploration of Phenotype Microarray kinetics. PLoS ONE 7:e34846, 2012 (doi:10.1371/journal.pone.0034846).

Abbildung 6.2.1.: Softwarepipeline für die phylogenomische Analyse kompletter Genome. Verwendete Symbole und Abkürzungen: Ellipsen, Rechenschritte; Rechtecke, Zwischen- ergebnisse; Sechsecke, Endergebnisse; ML Maximum-Likeli- hood; MP, Maximum Parsimony. Für Detailangaben zu den einzelnen Schritten siehe den Haupttext. © DSMZ

Abbildung 6.2.2.: Arbeitsfluss des opm-Pakets zur Auswertung von Phänotyp-MicroArray-Daten, einschließlich des Einlesens und Ausgebens der Daten, der Verwaltung von Metadaten, Schätzung von Kurvenparametern und von positiven/negativen Reaktionen sowie statistischer und grafischer Vergleiche von Organismen und Messbedingungen. © DSMZ

Bioinformatik 77 6.3. AG Datenbanken AG-Leiterin: Dr. Dorothea Gleim

Mehrere von der DSMZ entwickelte Datenbanken Botanischer Garten & Botanisches Museum, Berlin, für den wissenschaftlichen und den administrativen Dr. Carola Söhngen (siehe Projekte) Einsatz bilden die Grundlage für die Verwaltung der · Erneuerung von relevanten Server- und Netzwerk- biologischen Materialien und die Abwicklung der infrastrukturen entsprechend dem Stand der Technik Aufträge. In den Datenbanken werden die Stan- (siehe Projekte) dardbestellungen von Kulturen, der Identifi- zierungsservice, die Patenthinterlegung sowie die Ausgewählte Projekte wissenschaftlichen Daten zu den mehr als 32.500 Mobilisierung von (Meta-)Daten als Grundlage zur Kulturen der vier Sammlungsbereiche abgebildet. Beschreibung und Analyse der mikrobiellen Biodiversität Der Fokus der Arbeitsgruppe liegt besonders im Mitarbeiter: Dr. Carola Söhngen, Dr. Boyke Bunk, Bereich Service und der anwendungsbezogenen Dr. Dorothea Gleim, Prof. Dr. Jörg Overmann Entwicklung von Instrumenten zur Unterstützung Beschreibung/Hintergrund, Ergebnisse: von Geschäftsprozessen sowie der Forschungs- Biodiversitätsbezogene Informationen (Metadaten) in tätigkeit der DSMZ. Insbesondere über die Etablie- Verbindung mit den jeweiligen Resultaten aus Genom- und rung der wissenschaftlichen Datenbanken ist die Metagenomanalysen sind für Bakterien und Archaeen DSMZ seit vielen Jahren auch in nationale und bislang nur unzureichend digital verfügbar. Metadaten sind in diesem Zusammenhang z.B. Informationen zu Biochemie internationale Projekte eingebunden, die und Physiologie, Habitat und Biogeographie sowie vorwiegend die Verbesserung der Vernetzung der ausführliche Beschreibungen der Kultivierungsbedingun- Datenbestände zum Ziel haben (z.B. GBIF, GBRCN, gen. Zwar sind diese Informationen teilweise in schriftlicher NCBI, WDCM). Form vorhanden (Abbildung 6.3.2.), wie z.B. in Form von Erstbeschreibungen in Fachjournalen oder Beschreibungen Neben der Fortsetzung und Erweiterung der von Lebendsammlungen (Sekundärbeschreibungen), aber internationalen Projekte waren die Hauptaufgaben der die Inhalte sind zumeist weder zentral lokalisiert noch Arbeitsgruppe (Dr. Manfred Kracht, Herbert Milch, Dr. strukturiert durchsuchbar und über das Internet abrufbar. Dorothea Gleim, MBA Michael Martin) im vergangenen Innerhalb der Initiative Global Biodiversity Information Facility (GBIF) fungiert die DSMZ als deutscher Knoten Berichtsjahr: „GBIF-D Bakterien und Archaeen“. · Pflege, Ausbau, Erweiterung und Dokumentation der Im Rahmen des BMBF geförderten Verbundvorhabens wissenschaftlichen Datenbanken, Anpassung der „GBIF-D: Kompetenzzentren innovativer Datenmobili- Schnittstellen zur Auftragsbearbeitung und zur sierung“ engagiert sich die DSMZ bei der Digitalisierung, Internetpräsenz, insbesondere Erstellung von Sichten Aufarbeitung und Mobilisierung solcher Daten mit Bio- für die Internetdatenbank des neuen Content- diversitätsbezug. Management-Systems (in Kooperation mit Herrn Die zur Datenmobilisierung angewandten Methoden des Michael Martin) Text und Data-Mining (Abbildung 6.3.2.) umfassen unterschiedliche Analyseverfahren, mit denen unstrukturierte · Entwicklung XML-basierter Exporte der wissen- Texte, Tabellen oder Zahlenwerte in eine strukturierte und schaftlichen Daten für die neue Internetpräsenz durchsuchbare Form, alsoDatenbankinhalt überführt (in Kooperation mit Herrn Michael Martin) werden. Die dafür nötige Datenverarbeitung findet innerhalb der neu konzipierten Bioinformatik-Infrastruktur statt · laufende Pflege aller taxonomischen Änderungen mit (Abbildung 6.3.3.). Die extrahierten Datenbankeinträge der der dazugehörigen wissenschaftlichen Literatur in Metadaten werden dabei mit den Resultaten aus (Meta-)- der Mikroorganismendatenbank sowie Veröffent- Genomanalysen (vgl. 6.1.) verknüpft. Die auf diese Weise lichung im Internet als Bacterial Nomenclature Up- bereits gewonnenen organismenbezogenen Informationen to-Date, Vorbereitung und Export der Internet- zur mikrobiellen Diversität sind im Internet über das über Katalogeinträge für Typ- und Referenzstämme. das DSMZ-eigene Portal „BacDive - The Bacterial Diversity Metadatabase“ (http://bacdive.dsmz.de) verfügbar und · Pflege und Neuentwicklung von Internetseiten über aktiv abrufbar. Definierte Schnittstellen zu den mobili- Mikroorganismen-Stämme mit besonderer Relevanz sierten Metadaten werden u.a. für GBIF in den Formaten für Anwender oder Forscher, z.B. Antibiotika- ABCD und DarwinCore angeboten. Im weiteren Voran- Empfindlichkeit und spezielle Peptidoglykan-Struk- schreiten dieses Projekts und dem Zuwachs sowohl der turen. abgebildeten Organismen als auch der Datendichte pro Organismus sollen innovative Ansätze der datengestützten · Weiter- und Neuentwicklung von Sichten aus der Biodiversitätanalyse entwickelt und im Netz interaktiv Mikroorganismendatenbank für GBIF-Prokarya nutzbar gemacht werden. und dasDNA Bank Network (Abbildung 6.3.1.) in Zusammenarbeit mit Frau Gabriele Dröge,

78 Bioinformatik a c

Abbildung 6.3.1: DSMZ-Produkte im DNA-Bank Network (http://www.dnabank-network.org/). Abgebildet sind Ausschnitte der Website nach Eingabe der Suchbegriffe "Russia" und "DSMZ" a. Produktauswahl. In der rechten Spalte sind dieverfügbaren DNA Chargen aufgelistet, für Stämme der übrigen gelisteten Arten kann DNA auf Anfrage produziert werden b. Daten zur ausgewählten DNA-Charge DSM 219999b c. Informationen zum Stamm DSM 19999, aus dem die DNA gewonnen wurde. © DSMZ

Abbildung 6.3.2: Informationsquellen für biodiversitäts- Abbildung 6.3.3: Bioinformatik-Infrastruktur - Datenfluss der bezogene Daten zu Bakterien und Archaeen. © DSMZ Information im Rahmen des Szenarios „Digitalisierung und Mobilisierung und der mobilisierten biodiversitätsbezogener Daten“. © DSMZ

Bioinformatik 79

7. Wissenstransfer

Wissenstransfer

7. Wissenstransfer

7.1. Einleitung Funktion oder zu Lehrtätigkeiten im Partnerinstitut Wissenstransfer in der DSMZ findet auf ver- aufhalten. Zahlreiche Publikationen haben sich aus schiedenen Ebenen statt, die von der inner- diesen Kooperationen ergeben. Im abgelaufenen betrieblichen Know-how-Vermittlung über Berichtszeitraum wurden im Rahmen dieses Seminare bis zu beratenden Funktionen und Wissenstransfers Gäste über einen Gesamtzeitraum Mitarbeit in internationalen Gremien und Orga- von 108 Tagen betreut. Ferner wurden elf wissen- nisationen reicht. Dazwischen ist die intensive schaftliche Gäste, deren Aufenthalt über einen Kommunikation mit Hinterlegern und Kunden Monat lag, in der DSMZ betreut. Die vorrangige angesiedelt, die auf eine jahrzehntelang Stellung der DSMZ Wissenschaftler unter den gewachsene Erfahrung im Umgang mit bio- Bakteriensystematikern macht sie zu gefragten logischen Ressourcen zurückgreifen können. Kooperationspartnern, wodurch sie nicht nur Die in Forschungsarbeiten sowie dem regelmäßig mit neuem Material konfrontiert wissenschaftlichen Service gewonnenen werden, sondern auch an deren Beschreibung Informationen werden durch „Wissenstransfer“ beteiligt sind. in unterschiedlichen Formen weitergegeben: Aus ihren Erfahrungen hat die DSMZ die Not- ? Forschungsprojekte gemeinsam mit anderen wendigkeit erkannt, dass zu einer aktiven Rolle Institutionen aus Wissenschaft und Industrie in der Wissenschaft auch Ausbildung und Lehre gehört. Die im Jahr 2008 mit der TU Braunschweig ? Publikationen und Vorträge geschlossene Kooperationsvereinbarung ist ein ? Lehrveranstaltungen und Betreuung von wichtiger Baustein für die Sicherung des wissen- Nachwuchswissenschaftlern schaftlichen Nachwuchses. ? Mitarbeit in Netzwerken, Gremien und Dazu wurde das neuartige Wahlpflicht-Modul politischen Entscheidungsprozessen „Molekulare mikrobielle Evolution und Diversität“ für den Master-Studiengang Biologie an der TU ? Tätigkeiten als Gutachter oder Editor Braunschweig entworfen. Dieses Modul wird nach ? Wissenschaftliche Beratung der kürzlich erfolgten Akkreditierung im Sommer- semester 2012 erstmalig in den Räumlichkeiten der ? Je nach Aufgabenstellung begleitet die DSMZ DSMZ durchgeführt. An dem Modul beteiligen sich einzelne Transfer-Projekte in einer hausüber- der Professor, die Privatdozenten und Habilitanden greifenden Zusammenarbeit mehrerer Bereiche, aus den Bereichen „Mikrobielle Ökologie und wie etwa in den folgenden Projekten: Diversitätsforschung“ und „Mikroorganismen“ ? Demonstrationsprojekt für ein globales als Lehrende. Netzwerk von biologischen Ressourcen - Zentren GBRCN - gemäß OECD ? IB-Afrika ? MIRRI - Microbial Resources Research Infrastructure

Ausgehend von bilateraler wissenschaftlicher Zusammenarbeit oder Kursen über Sammlungs- management hat sich mit einigen Sammlungen eine offizielle Kooperation (Memorandum of Understanding) ergeben. Diese Zusammenarbeit umfasst Aufenthalte von Wissenschaftlern des jeweiligen Partnerinstituts an der DSMZ, während sich DSMZ Wissenschaftler meist in beratender

Modul-Praktikum der TU Braunschweig © DSMZ

Wissenstransfer 83 7.1. Nationale und Internationale Projekte

7.1.1. Mikroorganismen

Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea (GEBA) zum sicheren Zugang zu biologischem Material und in Zusammenarbeit mit dem DOE Joint Genome Informationen (incl. CBD-ABS) voranbringen, sowie Institute Aspekte der biologischen Sicherheit beim Umgang mit biologischem Material und biologische Risiken Die ungleiche phylogenetische Verteilung der bisher einbeziehen. Die Stärkung der Zusammenarbeit auf sequenzierten mikrobiellen Genome erschwert die globaler Ebene von Stammsammlungen / BRCs, ihren Analyse archaealer und bakterieller Genomsequenzen Nutzern sowie den relevanten regulatorischen und wie auch der immer zahlreicher produzierten fördernden Körperschaften wird zu gemeinsamen Metagenome. In Zusammenarbeit mit dem JGI (Joint Lösungen auf nationaler, regionaler und globaler Ebene Genome Institute, Walnut Creek, CA, USA) wurde führen. Dies wird positiven Einfluss auf die Entwicklung zunächst ein Pilotprojekt zur Sequenzierung von 107 innovativer Ansätze zu globalen Problemen wie Genomen aus phylogenetisch ausgewähltenArchaea - Gesundheit, sichere Nahrungsmittel und undBacteria -Stämmen initiiert, um die größten Klimaveränderungen haben. „phylogenomischen“ Lücken zu schließen. Nach gutem Bisher konnte auf globaler Ebene keine Zusage zur Fortschritt im Pilotprojekt wurde vom JGI die Erwei- finanziellen Förderung eines koordinierten Netzwerks terung des Projekts auf 255 Genome bewilligt, dem im mit zentralem Sekretariat erhalten werden. Hingegen Herbst 2011 die Bewilligung der ‚Phase 1' mit weiteren wurden durch das Projekt wertvolle Grundlagen für den 1.000 Genomsequenzierungen folgte. Aufbau weiterer koordinierter Netzwerke national und regional gelegt. Demonstrationsprojekt für ein globales Netzwerk von Hier ist insbesondere das regionale Folgeprojekt biologischen Ressourcen - Zentren GBRCN - gemäß Microbial Resource Research Infrastructure MIRRI in OECD Europa zu nennen, das zunächst als Vorschlag für eine Während der Projektlaufzeit wurde eine Strategie zum Forschungsinfrastruktur in die ESFRI Roadmap Aufbau eines GBRCNs sowie zu dessen organisatorischen aufgenommen wurde und jetzt ein EU gefördertes Strukturen und Finanzierung entwickelt, die ebenfalls Preparatory Phase Projekt ist (Start November 2012). eine potentielle personelle Ausstattung als auch die Die Anregungen aus dem Demonstrationsprojekt sind Identifizierung von Schlüsselaktivitäten beinhaltet. ebenfalls in anderen Regionen der Welt aufgenommen Ebenso wurde eine Vielzahl von relevanten Themen worden. Zu nennen sind hier als direkte Folge der behandelt, die das Tagesgeschäft eines BRCs betreffen. Aufbau eines brasilianischen und eines koreanischen Übereinstimmend wurde von den teilnehmenden nationalen BRC Netzwerks und die Planungen für ein Partnern festgestellt, dass eine solche Infrastruktur nationales kenianisches und ein regionales ostafrika- wissenschafts- und basisgesteuert sein sollte, die nisches BRC Netzwerk. Das gerade genehmigte US- allerdings nur durch eindeutige Verpflichtungen durch amerikanische Projekt zum Aufbau eines nationalen BRC Regierungen lebensfähig sein wird. Regionale und Netzwerks von pflanzenassoziierten Mikroorganismen nationale Substrukturen sollten diese globale Struktur hat ausdrücklich Interesse an einer Koordinierung mit komplementieren. Besondere Bedeutung wurde der und Kooperation in einem zukünftigen GBRCN Tatsache beigemessen, dass die Förderung einer festgeschrieben. Forschungsinfrastruktur unmittelbar mit der Förderung Im Abschlussreport wird ein Modell für ein zukünftiges der hiermit unterstützten Forschung verbunden sein Global Biological Resource Centre Network GBRCN sollte, und nicht mit dieser in Konkurrenz treten muss. vorgelegt. Es werden umfassende Anleitungen, Ein generelles Modell einer Kooperationsstruktur wurde Empfehlungen und Schlussfolgerungen an die Hand entwickelt, einschließlich eines rechtlich nicht gegeben, die von entsprechenden Nutzern verwendet bindenden „Memorandum of Understanding ”, das von werden können, die auf globalem oder regionalem Level, Regierungen unterzeichnet werden soll, sowie einer über politische Grenzen hinweg, koordinierte For- Kooperationsvereinbarung, die von allen schungsinfrastruktur – Netzwerke aufbauen wollen. kooperierenden Einheiten unterschrieben wird. Eine Sekretariatsstruktur mit entsprechenden Anforderungen IB-Afrika an den Sitz einer solchen Institution, zusammen mit Das vom IB des BMBF geförderte Projekt ist erfolgreich gegenseitigen Rechten und Pflichten und weiteren zu Ende gegangen. Mit beiden Partnern, JKUAT in Kenia operativen Elementen, wurde entworfen. und UNAM in Namibia, hat die DSMZ weiterhin Basierend auf der Idee der Überleitung von klassischen existierende Forschungskontakte, die ausgebaut werden Kulturensammlungen in Biologische Ressourcen-Zentren sollen, um das dortige Potential auf den Gebieten der (BRCs), die auf der Grundlage von allgemein Evaluierung, Beschreibung, Konservierung und Langzeit- anerkannten „Best Practices “ sowie gemeinsamen erhaltung von mikrobieller Diversität zu erweitern. Prozeduren und Prinzipien arbeiten, kann diese globale Hiermit soll auch zu allgemeinen Human-Ressourcen - Infrastruktur die Entwicklung von Rahmenbedingungen

84 Wissenstransfer Planungen beigetragen werden, die helfen sollen, gut Nationale Sprecher: Dr. Shaukat Abdulrazak, Dr. H. Iddi ausgebildetes wissenschaftliches Personal an ihre Boga, Dr. Florence Chege, Dr. R. Mwirichia Kachiuru, Dr. Heimatinstitutionen zurückzuführen, um dort die neu Diana Mobagi, Dr. Frederick Otswongo, Dr. Evans erworbenen Fähigkeiten für die Zukunft der eigenen Taracha, nationalen Entwicklung bereitzustellen. Eingeladene Gäste: German Embassy, Prof. Marlies Budde, DAAD, Dr. Chris Hansert Zentrale Projektaktivitäten Teilnehmer: 21 kenianische Teilnehmer von (1) Wissenschaftliche, technische und administrative Regierungsorganisationen und Universitäten Gastaufenthalte von afrikanischen Wissenschaftlern an (5) Stakeholder Seminar in Nairobi, Kenia, 18.05.2011 der DSMZ für 1 - 4 Wochen: Thema des Seminars: Planung der zukünftigen, Dr. Romano Mwirichia, JKUAT, Kenya, Dr. Nancy nationalen mikrobiologischen Service Kulturensammlung Budambula, JKUAT, Kenya, Prof. Dr. Hamadi Boga, JKUAT, und des nationalen Netzwerks von mikrobiologischen Kenya, Dr. Percy Chimwamurombe, UNAM, Namibia. Sammlungen, sowie des daraus folgenden nationalen (2) Wissenschaftliche, technische und administrative Biologischen Ressourcen Zentrums. Gastaufenthalte von DSMZ Mitarbeitern in Kenia und Internationaler Sprecher: Dr. D. Fritze, DSMZ/GBRCN, Namibia für 5 - 10 Tage: Germany Prof. Dr. Jörg Overmann, PD Dr. Hans-Peter Klenk, Dr. Nationaler Sprecher: Dr. H. Iddi Boga, JKUAT, Kenya, Dr. Dagmar Fritze, Dunja Martin. Nancy Budambula, JKUAT, Kenya (3) Aufenthalt Prof. Overmann in Windhoek Teilnehmer: 36 Kenianische Teilnehmer von Der Besuch in Namibia diente zwei Zwecken. Zum Einen Regierungsorganisationen und Universitäten wurde das Thema des Kulturenaustauschs und der (6) Aussichten Hinterlegung des Materials außerhalb Namibias eingehend mit dem 'Interim Bioprospecting Committee Vorausgesetzt, die notwendige finanzielle Förderung (IBPC) of the Namibian Government' diskutiert. Zum wird gefunden, sind eine Reihe von Ideen für zukünftige Zweiten wurde das Thema des Aufbaus eines Zusammenarbeit benannt worden: namibischen BRC an der UNAM während eines Meeting ? Wissenschaftliche Zusammenarbeit von JKUAT und mit den folgenden UNAM Repräsentaten erörtert: UNAM Director of External and International Relations, Dr. ? Wissenschaftliche, technische und administrative Kenneth Matengu, Dean of the Faculty of Science, Prof. Zusammenarbeit zwischen DSMZ / TU Braunschweig Dr. Kiremire, und Head of Department of Biological und JKUAT sowie UNAM Sciences, Prof. Dr. R. Bock. Vorträge zum Thema "Microbial diversity and the relevance of biological ? Unterstützung der nationalen Pläne in Kenia ein resource centers" wurden am IBPC und an der UNAM 'Kenyan Microbial Culture Collection Centre' als gehalten. Pilotprojekt für ein 'Kenyan Biological Resource Centre' zu entwickeln; ein nationales Netzwerk und (4) Seminar in Nairobi, Kenia, 21.-25.02.2011. ein Institut für Mikrobiologie aufzubauen Themen des Seminars: ? Unterstützung der wachsenden Pläne in Namibia, die ? Nationale und regional afrikanische Aktivitäten und Entwicklungen in Kenia aufzugreifen Stakeholder ? Regionale, globale und politische Netzwerk- Zertifizierung der DSMZ als BRC gem. OECD-Richtlinien Initiativen Die Zertifizierung der DSMZ als Biologisches Ressourcenzentrum (BRC) gemäß den OECD-Richtlinien ? Sichtweisen der verschiedenen Nutzer und wird aufgrund der vom BMBF bewilligten Durchführung Stakeholder Gemeinschaften eines dritten Projektjahres auch in 2011 im ? Workshops zu technischen, kuratoriellen und „Demonstrations-Projekt zum Aufbau eines GBRCN mit Qualitäts-Management Aspekten von BRCs Etablierung des Projekt-Sekretariats in Deutschland“ ? Workshop zum Thema Zugang zu authentischen und (WISS-048) weiter umgesetzt. Das einstufige hochqualitativen Ressourcen - capacity building Zertifzierungsmodell wurde zwischenzeitlich in ein Internationale Sprecher: Dr. D. Byarugaba, Uganda, Dr. V. Excellenzmodell gewandelt, in das sich die DSMZ Canhos, Brazil, Dr. E. Curtius, BMBF, Germany, Dr. A. bestens einfügen kann und somit ein Anwärter auf die Drews, GIZ, Germany, Dr. D. Fritze, DSMZ/GBRCN ersten externen Auditierungen ist. Germany, Dr. H.-P. Klenk, DSMZ, Germany, Dr. N. Lima, MUM, Portugal, Ms. D. Martin, DSMZ/GBRCN, Germany, Dr. C. Santos, MUM, Portugal, Dr. D. Smith, CABI/GBRCN UK/Germany, Dr. J. Stalpers, CBS, Netherlands, Dr. J. Ugwuanij, Nigeria.

Wissenstransfer 85 MIRRI - Microbial Resources Research Infrastructure Der Aufbau dieser europäischen Infrastruktur wird Nachdem die ESFRI Biological and Medical Sciences erheblich zum Ausbau des globalen Dachnetzwerks Thematic Working Group die Initiative MIRRI (Microbial GBRCN beitragen. Resources Research Infrastructure) von Anfang an positiv beurteilt hatte, wurde diese Einschätzung später offiziell European Consortium of Microbial Resources Centres - bestätigt und das MIRRI Projekt auf die ESFRI Roadmap EMbaRC 2010 gesetzt. Die entsprechende Publikation wurde EMbaRC ist ein EU Projekt, das im Rahmen des 7. Anfang 2011 herausgegeben. In Folge dessen Framework Program „Research Infrastructures“ (INFRA- veröffentlichte die EU im Juli 2011 einen darauf 2008-1.1.2.9: Biological Resources Centres (BRCs)) für zugeschnittenen Call, auf den reagiert und ein Mikroorganismen finanziert wird. Es kann als Fort- Projektvorschlag erarbeitet wurde. Einreichungsschluss setzung der vorherigen Projekte MINE, CABRI, und war der 23. November 2011. Im April 2012 ist die Zusage EBRCN gelten. Das Project hat das Ziel, Mikrobielle zur Förderung des Vorhabens eingetroffen und die Ressourcenzentren (MRC) besser miteinander zu weiteren Projektverhandlungen durchgeführt worden. verknüpfen, deren Qualität zu verbessern und Samm- Der Start des Projekts ist auf 1. November 2012 lungsaktivitäten zu koordinieren, um europäische und festgelegt worden. Es wird eine Laufzeit von 3 Jahren internationale Wissenschaftler (Universität und haben. Die Koordinierung des Projekts wird von der Industrie) besser bedienen zu können. Das EMbaRC DSMZ übernommen. Projekt ist eine Mischung von Aktivitäten, bestehend aus Die Projektidee war gemeinsam von den GBRCN-, ECCO- Netzwerkbildung, Sammlungspolitik, Zugangsver- (European Culture Collections Organisation) und besserung, Training und Forschung zur Verbesserung der EMbaRC-Gruppen erstellt und durch die französische Harmonisierung der Qualität von MRCs wird EMbaRC die ESFRI Delegation eingereicht worden. Die Mission von bestehenden Richtlinien der OECD „Best Practice ESFRI ist, kohärente und strategie-geleitete Ansätze für Guidelines“ and „Emerging national standards“ für Forschungsinfrastrukturen in Europa zu finden, sowie Biological Resource Centres (BRCs) auf ein internatio- multilaterale Initiativen zu erleichtern, die zu besserer nales Niveau heben. Durch die Anhebung der Qualität Nutzung und Entwicklung von Forschungsinfrastrukturen und durch Zugang zu Training soll der Standard nicht nur auf EU und internationalem Level führen. von den in EMbaRC zusammengefassten Sammlungen Die mikrobiologischen Ressourcen mit ihrem Schwer- sondern auch von anderen öffentlichen europäischen punkt auf ‚grüne', ‚weiße' und ‚graue' Biotechnologie, Sammlungen verbessert werden, um den Kunden stellen die notwendige Ergänzung zu den existierenden Produkte und Service mit vergleichbarer Qualität ESFRI - Initiativen BBMRI (Schwerpunkt ‚rote' Bio- anzubieten. Das EMbaRC Projekt wird die europäischen technologie; primäres Human-material), BSL3/4 Sammlungen auf hohem technischen Niveau mitein- (Schwerpunkt hochpathogenes Material), und EMBRC ander verknüpfen und damit den Zugang zu Ressourcen (Schwerpunkt marine Biodiversität) dar. verbessern. Der „ein-stop“ Zugang zu Sammlungen der MIRRI wird zunächst in die erste von drei vordefinierten EMbaRC Partner und weiterer europäischer Sammlun- Phasen (Preparatory, Construction and Operational gen über ein gemeinsames Webportal und Suchma- Phases) eintreten. schine basiert auf Vorgängermodellen (CABRI und Diese Phase fokussiert auf Steuerungsmechanismen und EBRCN), jedoch mit neuester IT Technologie. Strukturen, die technische, rechtliche und finanzielle Konsortiumpartner bieten Zugang und Experten- Aspekte beinhalten und wird auf den Grundlagen betreute Unterstützung und Training für individuelle aufbauen, die die OECD BRC Task Force, das GBRCN Forscher über internationale Aufrufe. Hier wird Demonstrationsprojekt, EMbaRC und freiwillige, hochqualifiziertes Wissen über Management, Qualitäts- wissenschaftlich-technische Sammlungs-Netzwerke wie kontrolle, Identifizierung und andere Technologien WFCC und ECCO gelegt haben. Das Ziel ist eine dezen- vermittelt. tralisierte pan-europäische Service-Infrastruktur für Der Bereich Forschung des EMbaRC Projekts wird sich Forschung und Entwicklung in Europa. auf die Einführung neuen Materials (DNA, Plasmide), MIRRI wird die mikrobiologischen Ressourcen- Konservierungs- und Identifizierungsmethoden für DNA, Sammlungen mit den Nutzergruppen, den politischen Prokaryonten und Pilze/Hefen und die Einführung neuer Ebenen und der Vielfalt an mikrobiologischen Initiativen Hoch-Durchsatzmethoden für den Nachweis von zusammenführen, mit dem Ziel, den Zugang zu qualitativ Enzymen für biotechnologische Prozesse konzentrieren. hochwertigem mikrobiologischen Material unter einem Zusammenfassend werden ein verbesserter Zugang zu angemessenem rechtlichen Rahmenwerk zu erleichtern biologischen Ressourcen, harmonisierte Verfahren zur und damit die Forschung in den Lebenswissenschaften Authentifizierung und die Entwicklung einer Strategie zu untermauern und voran zu treiben. MIRRI wird die zur verbesserten Finanzierung von BRCs angestrebt. Europäische Plattform innerhalb des zukünftigen Global Dieses Projekt bildet den europäischen Knoten innerhalb Biological Resource Centre Network (GBRCN) für des von der OECD initiierten Global Biological Resource Mikroorganismen bilden können. Centre Network Demonstration Project und fasst folgende Sammlungen zusammen:

86 Wissenstransfer BRC Partner Sammlungsinhalt BCCM/LMBP & University Gent, UGent Plasmids and DNA libraries BCCM/LMG [email protected], [email protected] (BCCM/LMBP) www.bccm.belspo.be Bacteria (BCCM/LMG) BCCM/MUCL Université Catholique de Louvain, UCL Filamentous fungi and yeasts [email protected] Arbuscular Mycorrhizal Fungi www.bccm.belspo.be CABI CAB International Europe Filamentous fungi and yeasts [email protected] Plant pathogenic bacteria; www.cabi.org Nematodes Biocontrol agents belonging to these groups CBS Koninklijke Nederlandse Akademie Van Wetenschappen, Fungi (filamentous fungi and yeasts) KNAW Bacteria, Plasmids, Phages [email protected] DNA libraries, www.cbs.knaw.nl DNA (from CBS strains) CECT Universitat de València-Estudi General, UVEG Bacteria [email protected] Filamentous fungi and yeasts www.cect.org CIRM Institut National de la Recherche Agronomique, INRA Yeasts (CIRM-Levures) [email protected] Filamentous fungi (CIRM-CF) www.international.inra.fr/crb-cirm Food bacteria (CIRM-BIA) Animal or human pathogenic bacteria (CIRM-BP) CRBIP Institut Pasteur, IP Bacteria [email protected] Fungi www.crbip.pasteur.fr Viruses(class3) DSMZ Leibniz-Institut DSMZ -Deutsche Sammlung von Microorganisms Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH Human and animal cell lines [email protected] Plant cell lines www.dsmz.de Plant viruses MUM Universidade do Minho, UMinho Fungi [email protected] www.micoteca.deb.uminho.pt SPP-PS Service Public Fédéral de Programmation Politique Not applicable Scientifique, SPP-PS [email protected] www.bccm.belspo.be

Establishment of a culture collection for isolates The Microme-Project: A Knowledge-Based associated to planetary protection activities Bioinformatics Framework for Microbial Pathway Nach erfolgreichen Verhandlungen mit der ESA wird in Genomics (EU Framework Programme 7 Collaborative den nächsten drei Jahren eine Sammlung von Stämmen Project. Grant Agreement Number 222886-2) aufgebaut, die aus dem BioDIV Projekt resultiert. Es ist Im Rahmen des MICROME-Projekts entwickelt ein geplant, zunächst ca. 300 Stämme in die öffentliche europäisches Konsortium von Bioinformatikern (Tab. 1) Sammlung zu überführen und anschließend im zweiten eine umfassende Infrastruktur um den Metabolismus und dritten Jahr jeweils 20-50 Neuisolate aus von Mikroorganismen effizienter zu modellieren. Die Reinräumen an der DSMZ zu identifizieren, um die systembiologische Pipeline zur automatisierten Sammlung zu erweitern. Alle Stämme werden zur Vorhersage von Pathways und der Entwicklung von Langzeiterhaltung an der DSMZ eingelagert und können Modellen ist in Abbildung 1 dargestellt. Zunächst sollen entsprechend den Allgemeinen Geschäftsbedingungen ausgehend von komplett sequenzierten und annotierten der DSMZ, unter Berücksichtigung der CBD und des mikrobiellen Genomen die metabolischen Netzwerke ECCO Core Material Transfer Agreements, an möglichst umfassend rekonstruiert werden („Pathway interessierte Wissenschaftler abgegeben werden. assembly“). Aufbauend auf diesen Stoffwechselwegen wird ein stöchiometrisches Modell entwickelt, mit welchem der Metabolismus möglichst gut abgebildet werden soll. Die Präsenz der vorhergesagten metabolischen Netzwerke wird mittels Biolog Phenotype Microarray (PM)-Daten experimentell validiert.

Wissenstransfer 87 Es folgt eine manuelle Überarbeitung („human Durchführung: Der Abbau organischer Substanz wird mit curation“) der anhand von Referenzpathways vorher- 13C-markierten organischen Verbindungen, standort- gesagten Stoffwechselwege. Im Microme Projekt ist typischem Pflanzenmaterial und fluoreszenz-markierten dieser Prozess eng mit der automatisierten Projektion Substratanaloga quantifiziert. Raten der mikrobiellen der Pathways verbunden. In einem iterativen Prozess Ammonifikation und Nitrifikation werden mit der15 N- wird die Aussagekraft und die Komplexität der pool-Verdünnungstechnik direkt im Feld erfasst. Die vorhergesagten Stoffwechselwege systematisch relevanten Bakterien werden mit einer Kombination aus verbessert. Das Ziel dieses Prozesses ist der Erhalt eines stable isotope probing und hochauflösenden 16S rDNA „Species-specific Pathway Assembleys“, welches im fingerprint-Techniken identifiziert. Anschließend werden Idealfall keine metabolischen Lücken mehr aufweist. repräsentative Vertreter mit modernen Kulturtechniken Mit den darauf basierenden stöchiometrischen isoliert, physiologisch charakterisiert sowie auf die Modellen sollen offene biologische sowie biotechno- Produktion bioaktiver Substanzen hin getestet. Unter logische Fragen beantwortet werden. Abgesehen von Einbeziehung der Datensätze für die Stickstofffixierung der Identifizierung neuer metabolischer Aktivitäten aus der kooperierenden Arbeitsgruppe des Teilprojekts können die entwickelten Modelle zum „metabolic TP04 sowie der Daten für relevante Bodenparameter engineering“ eingesetzt werden, um beispielsweise die werden quantitative Modelle für die C- und N-Kreisläufe biotechnologische Nutzung eines Mikroorganismus zu entwickelt und getestet. Die gewonnenen quantitativen optimieren. Modelle sollen eine verbesserte Grundlage zur Bewer- Partner im MICROME - Projekt: tung zukünftiger Strategien der Landnutzung und auch der prognostizierten regionalen Klimaänderungen im Claudine Médigue (CEA – Genoscope), Paul Kersey (EBI), Untersuchungsgebiet liefern. Dazu sollen die Modelle als Christos A. Ouzounis (CERTH), Victor de Lorenzo (CSIC), sozioökonomisches Werkzeug in den Partnerländern Alfonso Valencia (CNIO), Hans-Peter Klenk (DSMZ), Vitor etabliert werden. Die beantragten Arbeiten werden eine Martins dos Santos (Univ. Wageningen), Antoine umfangreiche Sammlung neuartiger Bodenbakterien Danchin (Ceprodi & AMAbiotics), Philippe Marlière etablieren, die zu den kooperierenden afrikanischen (Isthmus SARL), Johann Gasteiger (Molecular Networks), Universitäten zum Zweck zukünftiger Ioannis Xenarios (SIB), Jacques van Helden (ULB), Julian anwendungsbezogener Forschung transferiert werden Parkhill (Sanger Institute), Eytan Ruppin (Tel Aviv soll. Die Verfahren zur Isolierung und Charakterisierung University) der Bodenbakterien können an den Partneruniversitäten Consortium Director: Dr. Paul Kersey, European etabliert werden. Bioinformatics Institute (EBI), UK. Verbundvorhaben GBIF-D: Kompetenzzentren innovativer Datenmobilisierung - 7.1.2. Mikrobielle Ökologie und Teilprojekt 3: Erschließung organismenbezogener Diversitätsforschung prokaryontischer Daten für Biodiversitätsanalysen der nächsten Generation Verbundprojekt „The Future Okavango“. Mitarbeiter: Dr. B. Bunk, Prof. Dr. J. Overmann Wissenschaftliche Unterstützung für ein nachhaltiges Land- und Ressourcenmanagement in der Okavango Zeitraum: 2011- 2013 Region (Angola, Botsuana, Namibia) TP04 Mikrobiell Beschreibung/Hintergrund: Schwerpunkt des Projekts gesteuerte Ökosystemleistungen ist die Schaffung der technischen Voraussetzungen für Mitarbeiter: K. Huber, P. Wüst, Dr. B. Fösel, Prof. Dr. J. die konsequente Erschließung der umfangreichen, aber Overmann sehr verstreut existierenden Informationsressourcen zu prokaryontischen Taxa für die Global Biodiversity Externe Kooperationspartner: Prof. Dr. Barbara Reinhold Information Facility (GBIF) mit anschließender (Universität Bremen), Integration dieser Daten in die bestehende Datenbank- Dr. Alexander Gröngröft (Universität Hamburg). struktur. Damit leistet das Vorhaben einen essentiellen Zeitraum: 2010 - 2015 Beitrag zu den im Rahmenpapier zum GBIF-D Verbund- Beschreibung/Hintergrund: Mit dem beantragten vorhaben ausgeführten, übergeordneten Vorhaben und Vorhaben soll der Einfluss verschiedener Landnutzungs- Zielen für das Fachgebiet der prokaryontischen formen auf die Mineralisation organischen Kohlenstoffs, Biodiversitätsforschung. Längerfristiges Ziel dieses auf die Ammonifikation und Nitrifikation durch Boden- Ansatzes ist eine direkte Verknüpfung biodiversitäts- bekterien untersucht und mittels quantitativer Modelle informatischer Datensätze mit molekularbiologischen beschrieben werden. Damit erfasst das Projekt zentrale Datenbanken wie auch Umweltinformationssystemen, Prozesse der Nährstoffversorgung und Bodenstabilität in was Biodiversitätsanalysen der nächsten Generation Savannenböden und leistet einen Beitrag zur Bewertung (funktionelle Diversität, Wechselwirkungen zwischen zukünftiger Landnutzungsszenarien und Klima- Diversität und Ökosystemservices) ermöglichen wird. veränderungen.

88 Wissenstransfer Durchführung: Sämtliche mobilisierten Daten sollen in Beschreibung / Hintergrund: Durch das sich einem institutionellen Datenrepositorium an der DSMZ verändernde Klima und die dadurch bedingte hinterlegt werden und mit GBIF international über Erwärmung der Permafrostböden in der nördlichen dynamische Links sowie geeignete Austauschprotokolle Hemisphäre kommt es zu einer verstärkten Aus- verknüpft werden. Dazu soll das Serversystem in zwei schwemmung von terrigenem gelösten organischen logisch getrennte Einheiten gegliedert werden, wobei Kohlenstoff (tDOC) ins Meer. Die geringe Konzentration eine Einheit die interne Datenhaltung und deren an tDOC im offenen Ozean spricht gegen die bisherige Berechnung übernimmt, die andere Einheit als Annahme, dass tDOC überwiegend refraktär ist. Daher Webserver zur Kommunikation nach außen dient. muss von einem Abbau von tDOC durch marine Logisch wird dabei ausschließlich der Webserver in die Bakterien ausgegangen werden. Um diese Annahme zu demilitarisierte Zone DMZ der DSMZ / des HZI Campus untersuchen, sollen tDOC-abbauende Bakterien isoliert eingegliedert. Zwischen den beiden Einheiten wird eine und identifiziert werden. Außerdem sollen durch Firewall aufgesetzt, welche nur bestimmte http-Anfragen Metatranskriptom-Analysen die Aktivitätsmuster und die weiterleitet. Diese führen dazu, dass der interne Server aktiven Stoffwechselwege der potentiell tDOC- angefragte Berechnungen ausführt und Ergebnisse abbauenden Bakterien-Gemeinschaft untersucht zurück liefert, die mittels des Webservers visualisiert werden. So kann die Rolle der isolierten Bakterien und werden. Es sollen innovative Technologien zur auto- ihrer Enzyme in Bezug zur gesamten Bakteriengemein- matisierten Datenextraktion Anwendung finden. Dies schaft und ihrer Lebensbedingungen gesetzt werden. fordert seinerseits wiederum den massiven Ausbau der Durchführung: Während der Ausfahrten mit dem Datenbank mit Taxon-assoziierten Daten für Prokary- Forschungsschiff METEOR im November 2011 und Juni onten durch Erhebung und Verfügbarmachung von 2012 werden Wasserproben entlang des Salzgradienten inhaltlichen Metadaten und Übertragung der Taxon- in der Ostsee gesammelt und mit tDOC inkubiert. Das assoziierten Daten aus vorhandenen Literaturdaten- tDOC wurde zuvor aus dem Fluss Kalix (Finnland) banken. Mit neu zu entwickelnder Software basierend gewonnen. Durch die Verwendung definierter Medien auf gängigen Cluster- und Analyseverfahren des werden tDOC-abbauende Bakterien selektiv kultiviert. literature mining sowie der Texterkennung sollen in Mittels der MPN-Methode wird die Kultivierbarkeit einem ersten Schritt publizierte und hoch qualitative heterotropher Bakterien bestimmt und die Fingerprint- Diversitätsdaten aus Erstbeschreibungen aus der Methode DGGE wird zur Analyse ihrer Diversität Primärliteratur wie dem International Journal of herangezogen. Zur genetischen Identifikation der Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM) gefundenen Bakterien werden entsprechend automatisiert in den bisherigen Datenbestand einge- ausgewählte DGGE-Banden sequenziert. Gleichzeitig lesen werden. Fokus dabei sind zunächst Daten zur sollen abbaurelevante Bakterien isoliert und in Biogeografie, Biochemie, Physiologie, Biomarker und Reinkultur konserviert werden. Für die Kultivierung der Prokaryonten. In einem weiteren Schritt Metatranscriptom-Analyse werden mRNA Proben auf soll ein semantisches Web etabliert werden, indem Filtern angereichert und mittels Next Generation automatisiert auf Anfrage des Nutzers hin, im Internet Sequencing (Illumina) analysiert. befindliche Informationen über mikrobielle Zusammen- setzung in Verbindung mit diversitätsbestimmenden Parametern gebracht werden. Zeitgleich sollen 7.1.3. Pflanzenzellkulturen Verfahren sowie Algorithmen desdata mining in Verbindung mitdata warehousing sowie der Einbe- COST Action FA1103 Endophytes in Biotechnology and ziehung von bioinformatischen Web Services genutzt Agriculture werden, um molekularbiologisch relevante Sequenz- und Genomdaten mit zu erfassen. Thema: Untersuchung endophytischer Bakterien und Pilze in Pflanzen und deren biotechnologische Mit Verfahren vergleichender Genomik ist neben der Anwendung Einbindung molekularbiologischer Daten einzelner Spezies schwerpunktmäßig die Erfassung der Zeitrahmen: 4 Jahre mikrobiellen Diversität anhand von vorliegenden Nach Auslaufen der COST Action zu Kryokonservierung Metagenomdaten geplant. europäischer Pflanzenarten arbeitet der Bereich Pflanzliche Zellkulturen in Zukunft in einer neuen COST Abbaubarkeit terrestrischen arktischen Action mit, die sich mit endophytischen Bakterien Kohlenstoffs im Meer (ATKiM), SAW-Verfahren beschäftigt. Beim Kick-off meeting in Brüssel wurde H.M. Mitarbeiter: J. Simon, J. Overmann Schumacher zum Substitute member im Management Committee und zum Vice Chair der „Working Group 2 Externe Kooperationspartner: Dr. Daniel Herlemann, New competent endophytes“ gewählt. Am ersten Prof. K. Jürgens (IOW), PD Dr. H.-P. wissenschaftlichen Meeting im Rahmen der COST Action Grossart (IGB) in Reims und einem Core Group Meeting in Schnega Zeitraum: 2011 - 2013 nahm H.M. Schumacher in diesen Funktionen teil.

Wissenstransfer 89 7.1.4. Pflanzenviren 7.1.6. Zentraler Service

Biologische und molekulare Charakterisierung von AGs Sequenzierung und DNA-DNA-Hybridisierung neuartigen Viren in Salat, Prof. Dr. Mina Koohi Habibi, University of Tehran, DAAD Bilateral Scientific 1. Y. Ouhdouch (Marrakesch, Marokko), J. Swings, Cooperation Programme (BCCM, Ghent, Belgien), H.-P. Klenk, (DSMZ) Diversity studies of potyviruses infecting tomato and Mehrere Arten der GattungStreptomyces sollen als tobacco in Iran and the development of plant virus neue Arten veröffentlicht werden; eine Publikation ist resistance inInt J Syst Evolut Microbiol ( Streptomyces youssoufi- Mitarbeiter: Dr. S. Winter, M. Koerbler, NN Doktorand ensis sp. nov.) veröffentlicht, weitere werden folgen. Universität Teheran 2. C. Manaia, (Porto, Portugal), P. Schumann, (DSMZ) Beginn: 2011-2013 Eine neue Art der GattungMicromonospora wird Die in den vergangenen Jahren gesammelten Potyviren untersucht und in einer Publikation veröffentlicht. aus Tomate und Tabak, vor allem PVY Stämme und Weitere Arten der GattungPaenibacillus werden Isolate, sollen molekularbiologisch charakterisiert ebenfalls untersucht. Eine Arbeit zur Beschreibung einer werden, um aus informativen Genomsequenzen die neuen Art der GattungBacillus , die aus einer mit Trink- Diversität der Viruspopulationen zu bestimmen. Ein wasser behandelten Pflanze isoliert wurde, ist in 2011 Transformationsprotokoll wird für Tomate entwickelt, publiziert. um konservierte Sequenzen der Viren transgen zu exprimieren und dadurch Resistenz zu erzeugen. Die 3. L.C. García (Salamanca, Spanien), R. Pukall, P. Resistenzprüfung umfasst phänotypische Studien im Schumann, (DSMZ) Biotest und molekulare Charakterisierung zur Identifizierung der siRNA Sequenzen. 21 Stämme der GattungMicromonospora wurden untersucht und einige werden als neue Arten be- Virusverbreitung und neuartige Viren in Cucurbitaceen schrieben. im Sudan 4. M.W. Hahn (Mondsee, Österreich), Lang, E., Mitarbeiter: Dr. S. Winter, Dr. W. Menzel, V. Bicknäse, L. Schumann, P. (DSMZ) Lintl - DAAD Projekt, Khalid Hamid Elhassan Beschreibung mehrerer neuer Arten der Gattung Beginn: 2010-2013 Polynucleobacter. Die Arbeiten sind in Int J Syst Evolut Bei der Untersuchung von dutzenden Feldproben aus Microbiol 2011 publiziert. verschiedenen Regionen im Sudan konnten verschiedene Viren isoliert werden, deren große Bedeutung an 5. Kooperation mit mehreren Sammlungen (JCM, ATCC, Cucurbitaceen bekannt ist. Diese wurden im Gewächs- CCUG, CECT, CIP, LMG, NBRC), Glöckner (Bremen), haus etabliert. Das prädominate Virus war hier das Kuratoren der Mikroorganismen (DSMZ) effizient durch Weisse Fliege übertragbare Cucumber Sequenzierung von 572 (DSMZ: 149) Typstämmen im vein yellowing virus(Gattung Ipomovirus ). Dieses sowie Rahmen des „living tree“ Projekts das ebenfalls isolierte Zucchini yellow mosaic virus Das Projekt wird im Jahr 2011 abgeschlossen werden. (GattungPotyvirus ) und Cucurbit aphid-borne yellows virus(Gattung Polerovirus ) sollen für die Resistenz- 6. A.F. Yassin (Universität Bonn) testung von lokalen Sorten von Cucurbitaceen (Melone, Zucchini, Kürbis, Gurke) aus dem Sudan Verwendung Beschreibung einer neuen Art der Gattung Actino- finden. baculum und Zusammenführung zweier Arten dieser Gattung in einer Art sowie Beschreibung einer neuen Art der GattungCorynebacterium . 7.1.5. Patent- und Sicherheitshinterlegungen 7. N. Bouras, (Algerien), H.-P. Klenk, (DSMZ) Das im Teilbereich kumulierte Spezialwissen im Zusam- menhang mit der Patenthinterlegung wird immer wieder Beschreibung mehrerer Arten aus der Gruppe der von der Weltorganisation für Geistiges Eigentum (World Actinobacteria. Zwei Publikationen sind bereits bei Int J Intellectual Property Organization – WIPO) abgerufen. Syst Evolut Microbiol eingereicht, zwei weitere sind in So erfolgen regelmäßig Einladungen zu Symposien, um Vorbereitung. dort über die Aufgaben und Tätigkeiten einer nach dem Budapester Vertrag anerkannten Patenthinterlegungs- 8. S. Cousin (Frankreich) stelle (IDA) zu referieren und zu beraten (2009, Nairobi, Beschreibung mehrerer neuer Arten der Gattung Kenia und Singapur; 2011, Kuala Lumpur, Malaysia) oder Lactobacillus. Die erste Arbeit wurde inzwischen um vor Ort in der DSMZ Trainingsveranstaltungen für akzeptiert. Gäste (aus Argentinien, Malaysia, Chile) durchzuführen.

90 Wissenstransfer 9. S. Spring (DSMZ) (doi:10.1099/ijs.0.020818-0), Aquipuribacter hungaricus Beschreibung mehrerer Arten verschiedener gen. nov., sp. nov. (doi: 10.1099/ijs.0.032672-0) und Gattungen. Thermus compostisp. nov. ( doi:10.1099/ijs.0.030866-0).

10. H.-P. Klenk (DSMZ) 2. C.M. Manaia (Katholische Portugiesische Universität, In einer umfassenden Kooperation sollen 7 neue Arten Porto, Portugal) der GattungGeothermatophilus beschrieben werden. Aus der chemotaxonomischen Untersuchung von Isolaten aus der GattungPaenibacillus , die aus 11. H.-P. Klenk (DSMZ), F. Mohammadipanah (Iran) Kompost isoliert wurden, resultiert die Publikation von In einer langfristig angelegten Zusammenarbeit sollen Paenibacillus residuisp. nov. im Int J Syst Evol begonnene Arbeiten abgeschlossen werden und einige Microbiol. Die Beschreibung von Bacillus neue Arten der GattungStreptomyces , purgationiresistans sp. nov., isoliert aus einer Micromonospora, Nocardia und Actinokineosporia portugiesischen Trinkwasseraufbereitungsanlage, veröffentlicht werden. entstand aus dieser Kooperation und wurde vom Int J Syst Evol Microbiol 2011zum Druck angenommen . 12. E. Lang (DSMZ) Je eine neue Art der GattungenBudvicia und Azorhizobium (Kooperation mit Sahin 3. R. Margesin (Universität Innsbruck, Österreich) (Kurupelut/Samsun, Türkei) sollen beschrieben Die Beschreibungen vonArthrobacter cryoconiti sp. werden. nov.doi:10.1099/ijs.0.031138-0 und von Nocardioides alpinussp. nov. doi:10.1099/ijs.0.031047-0 , für die 13. S. Gronow (DSMZ) chemotaxonomische Untersuchungen an der DSMZ Aus der GattungSpirochaeta soll ein neues Isolat als durchgeführt wurden, befinden sich beim Int J Syst Evol neue Art publiziert werden. Microbiol im Druck. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit wurde die Peptidoglycanstruktur des neuen Vertreters 14. P. Schumann (DSMZ), M. Amoozegar (Iran) Alpinimonas psychrophila gen. nov., sp. nov. der Familie Im Rahmen einer schon 2010 begonnen Kooperation Microbacteriaceae untersucht und die Beschreibung sollen mehrere neue Arten der GattungenSalinicoccus , beimInt J Syst Evol Microbiol 2011 eingereicht. Ornithinibacillus, Bacillus und Marinobacter veröffentlicht werden. 4. Rup Lal (University of Delhi, India) Neue Vertreter der GattungenBacillus und 15. R. Margesin (Universität Innsbruck, Österreich) Microbacterium wurden hinsichtlich Peptido- Zwei neue Arten der GattungPolaromonas werden glycanstruktur, Menachinon- und Lipid-Profil sowie der beschrieben. Basenzusammensetzung der DNA charakterisiert. Das Manuskript vonEdaphobacillus lindanitolerans gen. 16. A. Zbinden (Universität Zürich, Schweiz) nov., sp. nov. wurde vom Int J Syst Evol Microbiol Beschreibung einer neuen invasive Infektionen abgelehnt. Die Beschreibung von Microbacterium verursachenden Art innerhalb der Streptococcus mitis amylolyticum sp. nov. wurde 2011 zur Publikation beim Gruppe. Int J Syst Evol Microbiol eingereicht.

AG MALDI-TOF und Riboprinting

1. E. Tóth (Eötvös Lórand University of Budapest, Hungary) Seit Juli 2008 wurden weitere 30 Isolate, die sich in ihrer 16S rRNA Gensequenz von beschriebenen Taxa unterscheiden, hinsichtlich ihrer chemotaxonomischen Eigenschaften sowie mittels MALDI-TOF und Ribo- printing untersucht. Die daraus resultierenden Beschreibungen von Nocar- dioides hungaricus, Cellulomonas phragmiteti und Bacillus alkalisediminiserschienen 2011 im Int J Syst Evol Microbiol. Die Beschreibung von Tahibacter aquaticus wurde 2011 vonSyst Appl Microbiol publiziert. Drei weitere Beschreibungen befinden sich beim Int J Syst Evol Microbiolim Druck: Ottowia pentelensis sp. nov.

Wissenstransfer 91 7.2. Gremien-, Gutachter- und Editorentätigkeiten

7.2.1. Mikroorganismen und Zentraler Service VAAM (Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie) Mitgliedschaften in Organisationen: Chairman VAAM Identifizierung und Systematik (B.J. Tindall) Convenor subgroup "Functional Genomics" (H.-P. Klenk) Ausschuss für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) The Integrated Microbial Genome (IMG) family systems UA 3 Risk assessment (P. Hoffmann) Member of the IMG-EDU advisory committee (H.-P. Klenk) Bergey's International Society for Microbial Systematics (BISMIS) WFCC (World Federation for Culture Collection) Mitglied (H.-P. Klenk) Mitglied des Executive Board (V. Weihs)

DIN Normenausschuss Medizin Teilnahme an Gremien- und Organisationsmeetings Mitglied Kulturmedien (E. Lang) und Beiträge dazu: Brinkhoff, T.,Petersen, J. , Tomasch, J. and Liesegang, H. European Culture Collections Organisation (ECCO) Dissertation thesis committee member. Beyersmann, Scientific Officer (B.J. Tindall) Paul. Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM). Siderophores inPhaeobacter gallaeciensis. Carl von Ossietzky Universität, Oldenburg. Genomic Standardisation Committee (GSC) Buddruhs, N.,, Frank, O. Petersen, J. , Pradella, S. and Director of meetings committee (H.-P. Klenk) Göker, M. Second status seminar of the Roseobacter Member of the Board of Directors (H.-P. Klenk) Transregional Collaborative Research Centre (TRR 51), 10.02.2011, Oldenburg. International Committee on Systematic of Prokaryotes Buddruhs, N., Petersen, J.and Pradella, S. Treffen zur (ICSP) Systembiologie vonPhaeobacter gallaeciensis . DSMZ, Mitglied im subcommittee “Bacillus and other related 02.12.2011, Braunschweig. Genera” (D. Fritze) Hoffmann, P. ABAS UA 3 Einstufung. BMAS, Mitglied im subcommittee „Halobacteriaceae“ (B.J. 11.03.20111, Berlin. Tindall) Klenk, H.-P. and McCluskey, K. Convener of Symposium Mitglied im subcommittee „Halomonadaceae“ (B.J. for the 60th anniversary of JSCC: Genomics and Tindall) Resources in Microbiology. IUMS XIII International Congress of Bacteriology and Applied Microbiology. Mitglied im subcommittee „Micrococcineae“ (R. Pukall) 06.-10.09.2011, Sapporo (Japan). Chairman der Judicial Commission (B.J. Tindall) Münch, R.,Petersen, J. , Tomasch, J., Wagner-Döbler, I. Chairman im „Subcommittee Taxonomy of the suborder and Wittmann. C. Dissertation thesis committee Micrococcineae” (P. Schumann) member. Wang, Hui. Symbiotic interaction between Roseobactersand marine algae . HZI, Braunschweig. International Code of Nomenclature of Bacteria Pukall, R.and Weihs, V. EMbaRC2 Consortium Meeting. Member of of the rules revision committee (B.J. Tindall 27.06.2011, Paris. Rohde, C. General Assembly Meeting P.H.A.G.E. International Organisation for Systematic and 17.02.2011, Brüssel. Evolutionary Biology (IOSEB) Rohde, C. Referee PhD thesis Johannes Wittmann. Die Member of council (B.J. Tindall) Endolysine vonClavibacter michiganensis -Phagen als Kandidaten für den biologischen Pflanzenschutz von Tomatenpflanzen. Universität Bielefeld. IUBS/IUMS International Commission on Bionomenclature Rohde, C. Seventh Review Conference of the Biological and Toxin Weapons Convention, United Nations: NGO Mitgliedschaft (B.J. Tindall) Statement on behalf of GBRCN for the implementation of a Biosecurity Code of Conduct. 07.12.2011, Geneva. National Centre for Cell Science, Puna, Indien Sikorski, J. DFG Rundgespräch: The role of evolutionary Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats (V. Weihs) genetics and ecology in biodiversity research. Initiative for a DFG Priority Program. 14.-15.04.2011, München.

92 Wissenstransfer Sikorski, J. External reviewer for PhD thesis submitted to Editorial Board of Journals - Tindall, B.J. the University of Hong Kong. ? Taxonomic outline of the Bacteria and Archaea Tindall, B.J. Co-chair, organised by ECCO, European Culture Collections Organisation. Biological Resource Centres: a multi-service for life sciences and Reviewing for Journals - Gronow, S. biotechnology. 4th FEMS Congress of European ? Current Microbiology Microbiologists. 26.-30.06.2011, Geneva, Switzerland. ? International Journal of Systematic and Evolutionary Tindall, B.J. International Workshop on Access to Microbiolgy Genetic Resources,Traditional Knowledge and Benefit Sharing Common Pools of Genetic Resources. Improving ? Reviewing for Journals - Klenk, H.-P. Effectiveness, Justice and Public Research in ABS. 15.- 16.09 2011, Bremen. ? BMC Genomics Tindall, B.J. S44 SYMPOSIUM: Prokaryotes: from Genes ? ISME (International Society for Microbial Ecology) to Cells. Biosystematics, 21.-27.02.2011, Berlin. ? PLoS Current: Tree of Life Wagner-Döbler, I. andKlenk, H.-P. Dissertation thesis committee member. Buchholz, Ina. Experimentelle & ? Reviewing for Journals - Lang, E. bioinformatische Analyse des Quorum Sensing regulons ? bei einem Bakterium derRoseobacter -Gruppe; Analyse Archives of Microbiology des Genoms vonOceanobulbus indolifex . HZI, ? Diversity Braunschweig. ? International Journal of Systematic and Evolutionary Wagner-Döbler, I., Brinkhoff, T. and Petersen, J. Microbiolgy Dissertation thesis committee member. Patzeld, Diana. ? Journal of Basic Microbiology Cell-cell communication of bacteria of the Roseobacter ? clade - Unraveling the quorum sensing regulon of Systematic and Applied Microbiology Dinoroseobacter shibae. HZI, Braunschweig. Wagner-Döbler, I.,Petersen, J. and Klenk, H.-P. Reviewing for Journals - Petersen, J. Dissertation thesis committee member. Tomasch, ? Archives of Microbiology Juergen. , HZI, Braunschweig. Funktionelle ? BMC Evolutionary Biology Genomanalyse des Energiestoffwechsels des marinen BakteriumsDinoroseobacter shibae ; Analyse der ? Environmental Microbiology Genome vonHoeflia phototrophica und Labrenzia ? Molecular Biology and Evolution alexandrii. HZI, Braunschweig.

Reviewing for Journals - Pradella, S. Tätigkeiten als Editor, Reviewer, Gutachter: ? Archives of Microbiology

Editorial Board of Journals - Gronow, S. Reviewing for Journals - Pukall, R. ? Current Microbiology ? Antonie van Leeuwenhoek International Journal of General and Editorial Board of Journals - Klenk, H.-P. Molecular Microbiology ? Archaea ? Archives of Microbiology ? Extremophiles ? Current Microbiology ? Journal of Biomedicine and Biotechnology ? International Journal of Medical Microbiology ? Standards in Genomic Sciences (SIGS) ? International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiolgy Editorial Board of Journals - Pukall, R. ? Systematic and Applied Microbiology ? Current Microbiology

Reviewing for Journals - Rohde, C. Editorial Board of Journals - Spring, S. ? Archives of Microbiology ? Archaea ? Current Microbiology ? Microbiology Australia

Wissenstransfer 93 Reviewing for Journals - Schumann, P. Teilnahme an Gremien- und Organisationsmeetings und ? Antonie van Leeuwenhoek International Journal of Beiträge dazu: General and Uphoff, C.C. Ausschuss für biologische Arbeitsstoffe Molecular Microbiology (ABAS), Unterausschuss 3 "Einstufung". ? International Journal of Systematic and Evolutionary Bundesministerium für Arbeit und Soziales. 30.09.2011, Microbiolgy Berlin. Uphoff, C.C. TRBA-Zellkulturen - Stellungnahme der ZKBS. 04.05.2011, Heidelberg. Reviewing for Journals - Sikorski, J. ? International Journal of Microbiology Tätigkeiten als Editor, Reviewer, Gutachter: ? Microbial Ecology

Editorial Board of Journals - Drexler, H.G. Reviewing for Journals - Spring, S. ? Leukemia Research ? Current Microbiology ? Leukemia Research and Treatment ? International Journal of Systematic and Evolutionary ? Microbiolgy The Open Hematology Journal ? ? Molecular Ecology The Open Leukemia Journal ? Systematic and Applied Microbiology Editorial Board of Journals - MacLeod, R.A.F. Reviewing for Journals - Tindall, B.J. ? Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology ? Archives of Microbiology http://atlasgeneticsoncology.org/Genes/IL6ID519ch ? International Journal of Systematic and Evolutionary 7p15.html Microbiolgy ? The Open Leukemia Journal ? Standards in Genomic Sciences ? The World Journal of Hematology

7.2.2. Menschliche und Tierische Zellkulturen Editorial Board of Journals - Nagel, S. ? Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Tätigkeiten in Gremien, Mitgliedschaften: Haematology http://atlasgeneticsoncology.org/Genes/IL6ID519ch 7p15.html Mitgliedschaften in Organisationen: ? American Society of Hematology (H.G. Drexler) Editorial Board of Journals - Uphoff, C.C. ? ATCC Standards Development Organization Consensus Standards Partnership (W.G. Dirks and ? International Scholarly Research Network (ISRN) Cell R.A.F. MacLeod) Biology ? Arbeitsgruppe TRBA Zellkulturen - Gefährdungsbeurteilung (C.C. Uphoff) Reviewing for Journals - Drexler, H.G. ? Arbeitsgruppe „Zellkulturen“ des Fachausschusses ? BMC Cancer Chemie der Berufsgenossenschaft der chemischen ? Cancer Letters Industrie (C.C. Uphoff) ? Genes Chromosomes and Cancer ? Ausschuss für Biologische Arbeitsstoffe - ABAS, Unterausschuss 3 „Risikoeinstufung“ (C.C. Uphoff) ? Haematologica ? Deutsche Gesellschaft für Zellbiologie (K.G. Steube) ? Journal of Translational Medicine ? Leukemia ? Leukemia Research

Reviewing of Grant Proposals - Drexler, H.G. ? AIRC, Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro

94 Wissenstransfer Reviewing for Journals - MacLeod, R.A.F. ? Plant Cell Tissue and Organ Culture ? BMC Genomics ? Journal of Plant Growth Regulation ? Cancer Genetics and Cytogenetics ? Protoplasma ? FEBS Letters ? Genes Chromosomes and Cancer 7.2.4. Pflanzenviren ? Leukemia ? Leukemia Research Tätigkeiten in Gremien, Mitgliedschaften: ? Nucleic Acids Research Mitgliedschaften in Organisationen: ? Arbeitskreis Pflanzenvirologie der Deutschen Reviewing for Journals - Nagel, S. Phytomedizinischen Gesellschaft ? Clinical Medicine Reviews in Oncology ? Ad hoc committee member (S. Winter) European ? Journal of Hematology and Oncology Food Safety Authority on Plant health ? Reproductive System and Sexual Disorders ? Vertretung in der DPG (S. Winter) ? Tumor Biology ? International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) Flexivirus Study-Group (W. Menzel) Reviewing for Journals - Quentmeier, H. ? Q-bank (www.q-bank.eu ) Curator of Plant Viruses ? Acta Haematologica regulated by EU quarantine (S. Winter) ? ? Cancer Cell International Technical Panel on Diagnostic Protocols (TPDP) ? Leader Expert Working Group for drafting the Protocol for viruses transmitted by Bemisia tabaci for Reviewing for Journals - Steube, K.G. the IPPC (S. Winter) ? Cytotechnology Teilnahme an Gremien- und Reviewing for Journals - Uphoff, C.C. Organisationsmeetings und Beiträge dazu: ? Analytical Chemistry Menzel, W. Sektionsleiter 43. Jahrestreffen des DPG- ? Biomed Central (BMC) Research Notes Arbeitskreises "Viruskrankheiten der Pflanzen". 31.03.- 01.04.2011, Braunschweig. ? Biotechnology Research International Winter, S. and Weigel, D. Auswertung der ? International Scholary Research Network (ISRN) Cell Zusammenarbeit zu tasiRNA Regulation. 26.01.- Biology 27.01.2011, Berlin. Winter, S. CIALCA Conference, Präsentation, 7.2.3. Pflanzenzellkulturen Diskussionsleitung; Goma/Idwji Resistenz-/Feldversuche; Virusproben/LFD Xanthomonas Testvalidierung; African Tätigkeiten in Gremien, Mitgliedschaften: Rice Vortrag RYMV Strategies. 22.10.-04.11.2011, Tanzania und Ruanda. ? COST Action FA1103: Endophytes in Biotechnology and Agriculture Winter, S. EFSA European Food Safety Authority Colloquium on Emerging Risks in Plant Health. Plant ? Substitute Member & Vice Chair of Working Group 2 Health Panel and Discussion group on emerge plant (H.M. Schumacher) health risks, viruses & vectors. 08.06.-11.06.11 ? Society for Low Temperature Biology Winter, S. Evangel. Entwicklungsdienst eED + Uni. Bonn; Mitglied im Board (H.M. Schumacher) Cassava Virusprojekt, Fortschritte. 18.-19-07.2011, Bonn. Winter, S. National training course in molecular Tätigkeiten als Editor,Reviewer,Gutachter: diagnostics for senior scientists. Central root and tuber crops institute. CTCRI, 18.02.-05.03.2011, Trivandrum, Editorial Board of Journals - Schumacher, H.M. Kerala. ? In-Vitro Plant Winter, S. Presentation of the DSMZ Plant Virus Department and the current situation on rice yellow mottle virus epidemics in East and Central Africa, Africa Reviewing for Journals - Schumacher, H.M. Rice Centre. 01.-03.11.2011, Dar-es-Salam Tanzania. ? Cryoletters ? Journal of Cryobiology

Wissenstransfer 955 Winter, S. Q-bank meeting. Treffen der Kuratoren europ. Tätigkeiten als Editor, Reviewer, Gutachter: Virussammlungen zur Koordination der Quarantänepathogensammlungen inkl.- Daten,- ? Editorial Board of Journals - Overmann, J. Standards,-EU-Richtlinien etc. 20.-27.09.2011, Ghent. ? Applied and Environmental Microbiology Winter, S. Sektionsleiter 43. Jahrestreffen des DPG- ? Archives of Microbiology Arbeitskreises "Viruskrankheiten der Pflanzen". 31.03.- 01.04.2011, Braunschweig. ? Environmental Microbiology Winter, S. Tropentag und Diskussion BMBP Antrag und ? Reviewing for Journals - Overmann, J. Kollaboration Labor Phytotest. 04.-07.10.2011, Bonn. ? Applied and Environmental Microbiology ? Environmental Microbiology Tätigkeiten als Editor, Reviewer, Gutachter: ? International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiolgy Editorial Board of Journals - Winter, S. ? Nature Reviews Microbiology ? European Journal of Plant Pathology ? The ISME Journal Reviewing for Journals - Menzel, W. Reviewing of Grant Proposals - Overmann, J. ? Archives of Virology ? DAAD ? European Journal of Plant Pathology ? DFG ? Journal of Plant Diseases and Protection ? National Science Foundation USA ? Virus Research ? Schweizerischer Nationalfond Reviewing for Journals - Winter,S. Gutachtertätigkeit - Overmann, J. ? European Journal of Phytopathology ? International ausgeschrieben Professuren. ? Plant Science ? USA: 2 ? Virus Research ? Zürich: 1

7.2.5. Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung 7.2.6. Bereichsübergreifend

Mitgliedschaften in Organisationen: Mitgliedschaften in Organisationen:

? CABRI (Common Access to Biological Resources and ? Gemeinschaft Deutscher Kryobanken e.V. Information) Mitglied (J. Overmann) ? Vorsitzende des Technischen Komitees (D. Fritze) ? International Committee of Systematics of ? GBRCN Demonstrationsprojekt und zukünftiges Prokaryotes Netzwerk www.gbrcn.org Subcommittee on the taxonomy of phototrophic (D. Fritze, D. Martin (QM)) bacteria (J. Overmann) ? International Continental Drilling Program / Integrated Ocean Drilling Program of the German Teilnahme an Gremien- und Science Foundation (J. Overmann) Organisationsmeetings und Beiträge dazu: ? International Symposium of Microbial Ecology ? Ambassador for Germany (J. Overmann) Fritze, D. Abschlussbericht zu Projekt - Nr. AFR 10/ 032, ? International Symposium on Phototrophic Measures for the integration of partners in Kenya and Prokaryotes Namibia into the GBRCN - a contribution to the Mitglied (J. Overmann) conservation and use of microbial diversity in sub- equatorial Africa, Laufzeit: 01.11.2010-15.06.2011. ? Scientific Advisory Board of the Moshe Shilo Minerva Center for Biogeochemistry (J. Overmann) Fritze, D.and Rohde, C. EMbaRC-GBRCN Workshop on ? German-Israeli Foundation for Scientific Research Biosecurity: Presentation of the EMbaRC and GBRCN and Development CoC and initial thoughts on its implementation. 01.- Scientific Advisor (J. Overmann) 02.09.2011, Utrecht.

96 Wissenstransfer Fritze, D. Beratung für den Aufbau von Service- unter dem Nagoya Protokoll der CBD. Einreichung: Sammlungen in Brasilien (seit 1995) 21.12.2011. Fritze, D. Einreichung eines DSMZ – Positionspapiers zu Fritze, D., Lang, E. , Schumann, P. and Tindall, B.J. ECCO ABS beim Vierten Runden Tisch im BMU. 30th Annual Meeting, 15.-17.06.2011, Utrecht. Fritze, D. ESFRI-BMS Research Infrastructures Strategy Petersen, J., Brinkmann, H., Bunk, B. , Vences, M. and Meeting. 03.-04.03.2011, Izmir, Turkey. Wagner-Döbler, I. Dissertation thesis committee Fritze, D. FAO ABS Workshop. Multistakeholder Expert member. Ludewig, Ann-Kathrin. From Malaria to the Dialogue. 24.01.-27.01.2011, Brussel. sparkling of the sea - the evolution of plastids in Fritze, D. GBRCN Information Resource Strategy alveolates.HZI, Braunschweig. Workshop. 14.-15.02.2011, Braunschweig. Sikorski, J.and Vaas, L. Organisation des BioStats 2011 Fritze, D. Kooperation in der Erstellung des Code of Workshops. Internationalen Biometrischen Gesellschaft, Conduct on Biosecurity for Biological Resource Centres Sektion Deutschland. 21.-24.03.2011, DSMZ und der entsprechenden Hintergrund – Information in Braunschweig. den Projekten GBRCN und EMbaRC. Fritze, D. NeFo – Informations- und Diskussionsworkshop zur Bewerbung Deutschlands als Sitzland für die zwischenstaatliche 'International Platform for Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES)'. 07.-08.07.2011, Bonn. Fritze, D. Organisation und Leitung des MIRRI Drafting Workshop. 20.09.2011, Belspo, Brüssel. Fritze, D. Organisation und Leitung eines MIRRI Vorbereitungs-Workshops. Teilnehmer: E. Garay, N. Lima, S. Casaregola, D. Fritze, D. Martin, E. Stackebrandt, Ph. Desmeth. 13.-14.06.2011, Hannover. Fritze, D. Organisation und Leitung eines spezifischen Workshops zur Vorbereitung von MIRRI Work Package 8; Teilnehmer, F.O. Glöckner, A. Vasilenko, P. Romano, J. Overmann, D. Fritze, D. Smith. 17.-18.10.2011, DSMZ, Braunschweig. Fritze, D. Seminar im Rahmen des BMBF Projekts "Maßnahmen zur Integration von Partnern in Kenia und Namibia in das GBRCN - ein Beitrag zur Bewahrung und Nutzung mikrobieller Vielfalt im subäquatorialen Afrika". 21.-25.02.2011, Nairobi, Kenia Fritze, D. Vierter Runder Tisch zu CBD - ABS, BMU, 21.09.2011, Bonn. Fritze, D. Workshop on ESFRI Research Infrastructures and Joint Programming Initiatives in the field of Life Sciences. 23.04.2011, Brüssel. Fritze, D. Workshop: Partnerships in science, research and education for sustainable solutions in African countries. 31.05.-01.06.2011, Bonn. Fritze, D., Göker, M. and Stackebrandt, E. EMbaRC Projektmeeting. 19.09.2011, Belspo, Brüssel. Fritze, D., Lang, E. , Overmann, J. , Pukall, R. and Tindall, B.J. Erarbeitung der DSMZ-Position in Antwort auf einen Fragebogen im Zusammenhang mit einer öffentlichen Anhörung der EU zum Thema Access and Benefit Sharing

Wissenstransfer 97 7.3. Gäste- und Nachwuchsbetreuung

7.3.1. Mikroorganismen und Zentraler Service

Diplomandin Isolierung und Charakterisierung 02.05.2011- Dr. Rohde neuer Phagen gegen Starterkulturen 30.11.2011 aus Rohmilch und gegen Listerien aus Silage

Dissertation Experimentelle & bioinformatische 2007-2011 PD Dr. Klenk (thesis Analyse des Quorum Sensing regulons committee- bei einem Bakterium der Roseobacter- member) Gruppe; Analyse des Genoms von Oceanobulbus indolifex

Dissertation Funktionelle Genomanalyse des 2007-2011 PD Dr. Klenk, (thesis Energiestoffwechsels des marinen PD Dr. Petersen committee- Bakteriums Dinoroseobacter shibae; member) Analyse der Genome von Hoeflia phototrophica und Labrenzia alexandrii

Dissertation Symbiotic interaction between 10.05.2011- PD Dr. Petersen (thesis Roseobacters and marine algae 2014 committee- member)

Dissertation Siderophores in Phaeobacter 12.05.2011- PD Dr. Petersen (thesis gallaeciensis 2014 committee- member)

Dissertation Cell-cell communication of bacteria of 26.05.2011- PD Dr. Petersen (thesis the Roseobacter clade - Unraveling 2014 committee- the quorum sensing regulon of member) Dinoroseobacter shibae

Doktorand Erkennung taxonomischer und 01.01.2010- PD Dr. Klenk, regulatorischer Signaturen in 2011 PD Dr. Göker Genomen der Archaea

Doktorand Erkennung taxonomischer und 01.05.2007- PD Dr. Klenk, regulatorischer Signaturen in 2011 PD Dr. Göker Genomen der Archaea

Doktorand The relevance of plasmids in the 01.05.2010- AG Roseobacter roseobacter group - Molecular basics, 30.04.2013 (PD Dr. Petersen, comparative genomics and phylogeny Dr. Pradella) of replication systems.

Doktorand Phylogenomik der Roseobacter- 01.08.2010- PD Dr. Klenk, Gruppe 31.07.2013 PD Dr. Göker

98 Wissenstransfer Doktorand Comparison of nucleotide and protein 01.11.2010- PD Dr. Klenk, sequences for genome-based 31.10.2013 PD Dr. Göker classification and identification

Doktorand Metagenomic mining of cellulase 01.10.2010- PD Dr. Klenk, (DAAD- genes from termite guts 31.12.2012 Dr. Hoffmann Stipendiat) Doktorandin Flavo bacterium community analysis 01.09.2007- Prof. Dr. Overmann, by MALDI-TOF 28.02.2011 Dr. Schumann & Dr. Joachim Wink

Doktorandin Phylogenomik der Roseobacter 01.01.2010- PD Dr. Klenk, 31.12.2012 Dr. Hoffmann

Doktorandin Die Plasmide der Roseobacter-Gruppe 01.05.2010- AG Roseobacter (Alphaproteobacteria) - Knock-Out 30.04.2013 (PD Dr. Petersen, Strategien, Hochdurchsatz- Dr. Pradella) Phänotypisierung und die Bedeutung der anoxygenen Photosynthese

Doktorandin Funktionelle Genomik der 01.05.2010- PD Dr. Klenk, Roseobacter-Gruppe 30.04.2013 Dr. Hoffmann

Doktorandin DAAD-Sandwich-Stipendium: 28.09.2009- PD Dr. Klenk (DAAD- Metagenome studies of the archaeal 30.09.2011 Stipendiatin) diversity of Lake Elmenteita

Gastwissen- Diskussion von Problemen im 29.06.2011 Dr. Weihs schaftler Zusammenhang mit Patenthinterlegungen

Gastwissen- GBRCN-Ostafrika Projekt + 19.04.2011- PD Dr. Klenk, Dr. Fritze schaftler IB- Cobetreuung von 2 DSSN 29.04.2011 Afrika-Projekt Stipendiaten

Gastwissen- GBRCN-Ostafrika Projekt 24.03.2011- Kuratoren der Mikro- schaftlerin IB- 18.04.2011 organismen, Dr. Fritze Afrika-Projekt

Internship Anreicherung, Isolierung von 01.04.2011- Dr. Pukall, Dr. Spring anaeroben Bakterien; 31.08.2011 Milchsäurebakterien: Bacteriocin- Screening; Nachweis von Bacteriocin- Genen mittels PCR

2 Politiker Diskussion von Problemen im 29.06.2011 Dr. Weihs Zusammenhang mit Patenthinterlegungen

Schüler- Einführung in allgemeine 07.02.2011- Dr. Sikorski praktikum mikrobiologische Tätigkeiten: 25.02.2011 Praktische Arbeiten und Bioinformatik

Wissenstransfer 99 7.3.2. Menschliche und Tierische Zellkulturen

Laborpraktikum Charakterisierung der 10.01.2011- AG Virusdiagnostik: hepatozellulären Karzinom-Zelllinie 04.02.2011 Dr. Uphoff SNU-886 hinsichtlich ihrer HBV- Infektion; Modul MI 16 des Master- Studiengangs Mikrobiologie

M.Sc. Untersuchungen zum Einfluss der 19.10.2010- Dr. Dirks Mikrosatelliteninstabilität auf VNTR 31.03.2011 Allele in humanen Zelllinien

Schüler- Schülerpraktikum: Einblicke in die 07.02.2011- AG Molekularbiologie: praktikum Molekularbiologie 25.02.2011 Dr. Dirks

Forschungspraktikum im Rahmen des 05.01.2011- AG Immunologie: Masterstudiengangs Biotechnologie 31.12.2011 Dr. Eberth der TU Braunschweig

7.3.3. Pflanzliche Zellkulturen

Doktorandin Untersuchung des Proteoms 01.01.2009- Dr. Schumacher osmotoleranter transgener 31.12.2011 Kartoffelzellkulturen

Gäste Projektanbahnung mit dem 07.03.2011 AG Pflanzenzellkulturen Unternehmen Boehringer Ingelheim

Praktikum Modul „Kryokonservierung“ 14.02.2011- Dr. Schumacher 18.02.2011

7.3.4. Pflanzenviren

A. v. Humboldt- Development of Biotechnological 05.02.2010- Dr. Winter Stipendiat Tools for Diagnosis and 30.09.2011 Characterization of Enset and Banana Viruses for In Vitro Production of Disease-free Plants in Ethiopia Dissertation Interactions of cucubits viruses in 01.04.2010- AG Pflanzenviren mixed infections and their effects on 2013 host plant resistance

Doktorand Translokation von Begomoviren im 01.10.2008- Dr. Winter Insektenvektor Bemisia tabaci (Genn.) 30.09.2011

Gastwissen- Einladung des DAAD; Intensivierung 04.03.2011- Dr. Winter schaftler der Zusammenarbeit zu Cassava Viren 15.05.2011 in Kenia

100 Wissenstransfer 7.3.5. Mikrobielle Ökologie und Diversitätsforschung Doktorand Molekulare Untersuchung der 01.03.2010- Prof. Overmann Anpassungsmechanismen 28.02.2011 phototropher Bakterien

Doktorand Molekulare Mechanismen der 01.03.2010- Prof. Overmann Symbiose im phototrophen 28.02.2011 Konsortium Chlorochromatium aggregatum

Doktorand Änderung der prokaryotischen 15.06.2010- Prof. Overmann (DFG- Diversität in Abhängigkeit von der 31.01.2011 Stipendiat) Landnutzung

Doktorandin Low-light adaptation of green sulfur 03.11.2010- Prof. Dr. Overmann bacteria 05.06.2011

Doktorandin Rolle von Bodenbakterien in den 01.01.2011- Prof. Overmann Nährstoffzyklen subtropischer 31.12.2012 Savamenböden (TFO)

Doktorandin Bakterielle Abbaubarkeit von 15.03.2011- Prof. Overmann arktischem, terrigenem Kohlenstoff im 14.03.2013 Meer (ATKiM)

Doktorandin Änderungen der prokaryotischen 15.04.2011- Prof. Overmann Diversität in Abhängigkeit von der 14.04.2013 Landnutzung (ProFIL)

Doktorandin Ökologische Einnischung und 26.03.2010- Prof. Overmann (DFG- Adaption bei Bakterien 31.12.2011 Stipendiatin)

Doktorandin Recombination in natural populations 26.03.2010- Prof. Overmann (DFG- of alphaproteobacteria 31.12.2011 Stipendiatin)

Doktorandin Molekularbiologie und Anpassungen 15.06.2010- Prof. Overmann (DFG- der Symbionten in phototrophen 14.06.2012 Stipendiatin) Konsortien

Gastwissen- Wissenschaftlicher, technischer und 24.04.2011- Prof. Dr. Overmann schaftler administrativer Gastaufenthalte an 01.05.2011 der DSMZ im Rahmen des IB-Afrika Projekts

Gastwissen- Vorbereitungen zum Aufbau einer 05.05.2011- Prof. Dr. Overmann schaftler Nachwuchsgruppe 01.08.2011

Wissenschaft- Analysis of bacterial communities at 25.01.2011- Prof. Dr. Overmann licher Gast hydrothermal vents 15.04.2011

Wissenstransfer 101 7.3.6. Bereichsübergreifend

Besuchergruppe Zukunftstag: 14.04.2011 Dr. Verbarg, Dr. Pukall, Dr. Informationsveranstaltung und Heine-Dobbernack, Fr. praktischer Teil Wozniczka

Besuchergruppe Praktische Arbeit in einer Sammlung - 11.05.2011 Dr. Dirks, Dr. Lang, Dr. Einblicke ins Berufsleben Schumann, Dr. Weihs

Gäste BioStats Workshop 21.03.2011- Dr. Sikorski, Fr. Vaas 24.03.2011

Training Training zur Etablierung einer 21.02.2011- PD Dr. Gronow, Dr. Stammsammlung 25.02.2011 Pukall, Dr. Weihs, Dr. Spröer, Dr. Lang, PD Dr. Petersen, Dr. Schumann

7.4. Publikationen

7.4.1. Mikroorganismen und Zentraler Service

Buchkapitel Referierte Beiträge

Borriss, R., Rückert, C., Blom, J., Bezuidt, O., Reva, O. and Abt, B., Lu, M., Misra, M., Han, C., Nolan, M., Lucas, S., Klenk, H.-P. (2011) Whole genome sequence comparison Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Tapia, R., in taxonomy.In: Rainey, F. and Oren, A. ( eds ) Taxonomy of Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Prokaryotes (Methods in Microbiology) Vol 38. Waltham, Mavromatis, K., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., MA, USA. Academic Press pp. 409-436. Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, C.D., Detter, J.C.,Brambilla, E.-M. , Rohde, M., Tindall, B.J. , Schumann, P. (2011) Peptidoglycan structure. In Göker, M., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Taxonomy of Prokaryotes, Methods in Microbiology, vol. Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. , Lapidus, A. 38, pp. 101-129. Edited by Rainey, F. and Oren, A. London: (2011) Complete genome sequence of Cellulophaga Academic Press. algicolatype strain (IC166T ). Stand Genomic Sci 4: 72-80.

Stackebrandt, E. (2011) Pitfalls of PCR-based rRNA gene Abt, B., Teshima, H., Lucas, S., Lapidus, A., Glavina Del Rio, sequence analysis: an update on some parameters. In: T., Nolan, M., Tice, H., Cheng, J.-F., Pitluck, S., Liolios, K., Handbook of Molecular Microbial Ecology,Vol.I: Pagani, I., Ivanova, N., Mavromatis, K., Pati, A., Tapia, R., Metagenomics and complementary approaches. De Han, C., Goodwin, L., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Bruijn, F.J. (ed). Wiley and Sons, Inc. pp 129-133. Hauser,L., Chang, Y.-J., Jeffries, C.D., Rohde, M.,Göker, M. , Tindall, B.J., Detter, C., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Stackebrandt, E. (2011) Reports of Ad Hoc Committes for Markowitz, V., Hugenholtz, P.,Klenk, H.-P. and Kyrpides, the reevaluation of the species definition in bacteriology. N.C. (2011) Complete genome sequence of Leadbetterella In:Handbook of Molecular Microbial Ecology , Vol. I: byssophilatype strain (4M15T ). Stand Genomic Sci 4: 2-12. Metagenomics and complementary approaches. De Bruijn, F.J. (ed). Wiley and Sons, Inc. pp 99-104. Albuquerque, L., França, L., Rainey, F.A.,Schumann, P. , Nobre, M.F. and da Costa, M.S. (2011)Gaiella occulta gen. nov., sp. nov., a novel representative of a deep branching phylogenetic lineage within the classActinobacteria and proposal ofGaiellaceae fam. nov. and Gaiellales ord. nov. Syst Appl Microbiol 34: 595-599.

102 Wissenstransfer Anderson, I.,Göker, M. , Nolan, M., Lucas, S., Hammon, N., Chertkov, O., Brown, P.J.B., Kysela, D.T., De Pedro, M.A., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Lucas, S., Copeland, A., Lapidus, A., Glavina Del Rio, T.,Tice, Pitluck, S., Huntemann, M., Liolios, K., Ivanova, N., Pagani, H., Bruce, D., Goodwin,L., Pitluck, S., Detter, J.C., Han, C., I., Mavromatis, K., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., Larimer, F.,Chang, Y-J., Jeffries, C.D., Land, M., Hauser1, L., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L.,Brambilla, E.-M. , Kyrpides, N.C., Ivanova, N., Ovchinnikova, G.,Tindall, B.J. , Huber, H., Yasawong, M., Rohde, M.,Spring, S. , Abt, B. , Göker, M., Klenk, H.-P. and Brun, Y.V. (2011) Complete Sikorski, J., Wirth, R., Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., genome sequence ofHirschia baltica type strain (IFAM Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., 1418T ).Stand Genomic Sci 5: 287-297. Klenk, H.-P. and Lapidus, A. (2011) Complete genome sequence of the hyperthermophilic chemolithoautotroph Chertkov, O., Copeland, A., Lucas, S., Lapidus, A., Berry, Pyrolobus fumariitype strain (1AT ). Stand Genomic Sci 4: K.W., Detter, J.C., Rio, Glavina Del Rio, T., Hammon, N., 381-392. Dalin, E., Tice, H., Pitluck, S., Richardson, P., Bruce, D., Goodwin, L., Han, C., Tapia, R., Saunders, E., Schmutz, J., Anderson, I.,Scheuner, C. , Göker, M. , Mavromatis, K., Brettin, T., Larimer, F., Land, M., Hauser, L.,Spring, S. , Hooper, S.D., Porat, I.,Klenk, H.-P. , Ivanova, N. and Rohde, M., Kyrpides, N.C., Ivanova, N.,Göker, M. , Beller, Kyrpides, N. (2011) Novel insights into the diversity of H.R.,Klenk, H.-P. and Woyke, T. (2011) Complete genome catabolic metabolism from ten haloarchaeal genomes. sequence ofTolumonas auensis type strain (TA 4T ). Stand PLoS One 6: e20237. Genomic Sci 5:112-120.

Anderson, I.,Sikorski, J. , Zeytun, A., Nolan, M., Lapidus, A., Chertkov, O.,Sikorski, J. , Nolan, M., Lapidus, A., Lucas, S., Lucas, S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Tapia, Glavina Del Rio, T., Tice, H., Cheng, J.-F., Goodwin, L., R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Pitluck, S., Liolios, K., Ivanova, N., Mavromatis, K., Ivanova, N., Huntemann, M., Mavromatis, K., Ovchinikova, Mikhailova, N., Ovchinnikova, G., Pati, A., Chen, A., G., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Palaniappan, K., Ngatchou-Djao, O.D., Land, M., Hauser,L., Brambilla, E.-M., Ngatchou-Djao, O.D., Rohde, M., Tindall, Chang, Y.-J., Jeffries, C.D., Brettin, T., Han, C., Detter, J.C., B.J., Göker, M. , Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, Rohde, M.,Göker, M. , Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P.,Klenk, H.-P. and Markowitz, V., Hugenholtz, P. andKlenk, H.-P. , Kyrpides, Kyrpides, N.C. (2011) Complete genome sequence of N.C. (2011) Complete genome sequence of Thermo- Nitratifractor salsuginistype strain (E9I37-1T ). Stand monospora curvatatype strain (B9T ). Stand Genomic Sci 4: Genomic Sci 4: 322-330. 13-22.

Anderson, I., Wirth, R., Lucas, S., Copeland, A., Lapidus, A., Copeland, A., O'Connor, K., Lucas, S., Lapidus, A., Berry, Cheng, J.-F., Goodwin, L., Pitluck, S., Davenport, K., Detter, K.W., Detter,J.C., Glavina Del Rio, T.,Hammon, N., Dalin, E., J.C., Han, C., Tapia, R., Land, M., Hauser, L., Pati, A., Tice, H., Pitluck, S., Bruce,D., Goodwin, L., Han, C., Tapia, Mikhailova, N., Woyke, T.,Klenk, H.-P. , Kyrpides, N. and R., Saunders, E., Schmutz, J., Brettin, T., Larimer, F., Land, Ivanova, N. (2011) Complete genome sequence of M., Hauser, L., Vargas, C., Nieto, J.J., Kyrpides, N.C., Staphylothermus hellenicusP8. Stand Genomic Sci 5: 12- Ivanova, N.,Göker, M. , Klenk, H.-P. , Csonka, L.N. and 20. Woyke, T. (2011) Complete genome sequence of the halophilic and highly halotolerant Chromohalobacter Chang, Y.-J., Land, M., Hauser, L., Chertkov, O., Larimer, F., salexigenstype strain (1H11T ). Stand Genomic Sci 5: 379- Jeffries, C.D., Glavina Del Rio, T., Nolan, M., Copeland, A., 388. Tice, H., Cheng, J.-F.,Lucas, S., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Ivanova, N., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., Csotonyi, J.T.,Stackebrandt, E. , Swiderski, J. , Schumann, Palaniappan, K., Mavromatis, K., Liolios, K., Brettin, T., P. and Yurkov, V. (2011)Chromocurvus halotolerans gen. Fiebig, A., Rohde, M.,Abt, B. , Göker, M. , Detter, J.C., nov., sp. nov., a gammaproteobacterial obligately aerobic Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., anoxygenic phototroph, isolated from a Canadian Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Lapidus, A. hypersaline spring.Arch Microbiol 193: 573-582. (2011) Non-contiguous finished genome sequence and contextual data of the filamentous soil bacterium Csotonyi, J.T.,Stackebrandt, E. , Swiderski, J. , Schumann, Ktedonobacter racemifertype strain (SOSP1-21T ). Stand P. and Yurkov, V. (2011) An alphaproteobacterium capable Genomic Sci 5:97-111. of both aerobic and anaerobic anoxygenic photosynthesis but incapable of photoautotrophy: Charonomicrobium Chen, Y.-G.,Zhang, Y.-Q.,He, J.-W.,Klenk, H.-P. , Xiao, J.-Q., ambiphototrophicum, gen. nov., sp. nov. Photosynth Res Zhu, H.-Y., Tang, S.-K. and Li, W.-J. (2011) Bacillus 107: 257-268. hemicentroti sp. nov., a moderate halophile isolated from a sea urchin.Int J Syst Evol Microbiol 61: 2950-2955

Wissenstransfer 103 Daligault, H., Lapidus, A., Zeytun, A., Nolan, M., Lucas, S., C.D.,Brambilla, E.-M. , Rohde, M., Detter, J.C., Woyke, T., Glavina Del Rio, T., Tice, H., Cheng, J.-F., Tapia, R., Han, C., Bristow, J., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Eisen, J.A., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Kyrpides, N.C. andKlenk, H.-P. (2011) Complete genome Huntemann, M., Mavromatis, K., Mikhailova, N., Pati, A., sequence ofOdoribacter splanchnicus type strain Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Brambilla, (1651/6T ).Stand Genomic Sci 4: 200-209. E.-M., Rohde, M., Verbarg, S. , Göker, M. , Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., Klenk, Göker, M., Teshima, H., Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, S., H.-P. and Woyke, T. (2011) Complete genome sequence of Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia,R., Han, C., Haliscomenobacter hydrossistype strain (OT ). Stand Goodwin, L., Pitluck, S., Huntemann, M., Liolios, K., Genomic Sci 4: 352-360. Ivanova, N., Pagani, I., Mavromatis, K., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Felföldi, T., Kéki, Z., Sipos, R., Márialigeti, K.,Tindall, B.J. , Brambilla, E.M., Rohde, M., Spring, S. , Detter, J.C., Woyke, Schumann, P. and Tóth, E.M. (2011) Ottowia pentelensis T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., sp. nov., a floc-forming betaproteobacterium isolated Kyrpides, N.C. andKlenk, H.-P. (2011) Complete genome from an activated sludge system treating coke plant sequence of the acetate-degrading sulfate reducer effluent.Int J Syst Evol Microbiol 61: 2146-2150. Desulfobacca acetoxidanstype strain (ASRB2T ). Stand Genomic Sci 4: 393-401. Field, D., Amaral-Zettler, L., Cochrane, G., Cole, J.R., Dawyndt, P., Garrity, G.M., Gilbert, J., Glöckner, F.O., Gottschling, M.,Göker, M. , Stamatakis, A., Bininda- Hirschnam, L., Karsch-Mizrachi, I.,Klenk, H.-P. , Knight, R., Emonds, O.R., Nindl, I. and Bravo, I.G. (2011) Quantifying Kottmann, R., Kyyrpides, N., Meyer, F., San Gil, I., Sansone, the phylodynamic forces driving papillomavirus evolution. S.-A., Schriml, L.M., Sterk, P., Tatusova, T., Ussery, D.W., Mol Biol Evol 28: 2101-2113. White, O., Wooley, J. (2011) The Genome Standards Consortium.PLoS Biology 9: e1001088. Gronow, S., Held, B., Lucas, S., Lapidus, A., Glavina Del Rio, T., Nolan, M., Tice, H., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Pitluck, Gemeinholzer, B., Dröge, G, Zetzsche, H., Haszprunar, G., S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Mavromatis, K., Pati, Klenk, H.-P., Güntsch, A., Berendsohn W.G., Wägele, J.-W. A., Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Chen, A., Palaniappan, (2011) The DNA Bank Network: the start from a German K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, C.D., initiative.Biopres & Biobank 9: 51-55. Brambilla, E.-M., Rohde, M., Göker, M. , Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Göker,M., Cleland, D., Saunders, E., Lapidus, A., Nolan, M., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Eisen, J.A. (2011) Complete Lucas, S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Tapia, genome sequence ofBacteroides salanitronis type strain R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., (BL78T ).Stand Genomic Sci 4: 191-199. Ivanova, N., Mavromatis, K., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, Gronow, S., Munk, C., Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, S., C.D., Detter, J.C., Beck, B., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia,R., Han, C., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., Klenk, H.-P. Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Ivanova, N., (2011) Complete genome sequence of Isosphaera pallida Mavromatis, K., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., type strain (IS1BT ).Stand Genomic Sci 4: 63-71. Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, C.D.,Brambilla, E.M. , Rohde, M., Göker, M. , Detter, J.C., Göker, M., Daligault, H., Mwirichia, R., Lapidus, A., Lucas, Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., S., Deshpande, S., Pagani, I., Tapia, R., Cheng, J.-F., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C. andKlenk, H.-P. (2011) Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Ivanova, N., Complete genome sequence of Paludibacter Mavromatis, K., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., propionicigenestype strain (WB4T ). Stand Genomic Sci 4: Palaniappan, K., Han, C., Land, M., Hauser, L., Pan, C., 36-44. Brambilla, E.-M., Rohde, M., Spring, S. , Sikorski, J. , Wirth, R.,Detter,J.C.,Woyke,T.,Bristow,J.,Eisen,J.A., Hahn, M.W.,Lang, E. , Brandt, U. and Spröer, C. (2011) Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C. and Klenk, H.- Polynucleobacter acidiphobus sp. nov., a representative of P. (2011) Complete genome sequence of the thermophilic an abundant group of planktonic freshwater bacteria. Int J sulfur-reducer Desulfurobacterium thermolithotrophum Syst Evol Microbiol 61: 788-794. type strain (BSAT) from a deep-sea hydrothermal vent. Stand Genomic Sci 5: 407-415. Han, C.,Gronow, S. , Teshima, H., Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Zeytun, Göker, M., Gronow, S. , Zeytun, A., Nolan, M., Lucas, S., A., Tapia, R., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Lapidus, A., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Ivanova, N., Mavromatis, K., Mikhailova, N., Huntemann, Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Mavromatis, M., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., K., Ovchinikova, G., Pati, A., Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Brambilla, E.-M., Rohde, M., Göker, M. , Woyke, T., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Jeffries, Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz,

104 Wissenstransfer P.,Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Detter, J.C. (2011) Complete genome sequence of the filamentous gliding Complete genome sequence of Treponema succinifaciens predatory bacteriumHerpetosiphon aurantiacus type type strain (6091T ).Stand Genomic Sci 4: 361-370. strain (114-95T ).Stand Genomic Sci 5: 356-370.

Han, C., Mwirichia, R., Chertkov, O., Held, B., Lapidus, A., Klenk, H.-P., Lapidus, A., Chertkov, O., Copeland, A., Nolan, M., Lucas, S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, Glavina Del Rio, T., Nolan, M., Lucas, S., Chen, F., Tice, H., J.-F., Tapia, R., Goodwin, L., Pitluck, S., Huntemann, M., Cheng, J.-F.,Han, C., Bruce, D., Goodwin, L., Pitluck, S., Pati, Liolios, K., Ivanova, N., Pagani, I., Mavromatis, K., A., Ivanova, N., Mavromatis, K., Daum, C., Chen, A., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Jeffries, C.D., Detter, M., Hauser, L.,Brambilla, E.-M. , Rohde, M., Spring, S. , J.C., Rohde, M.,Abt, B. , Pukall, R. , Göker, M. , Bristow, J., Sikorski, J., Göker, M. , Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P. and Eisen, J.A. (2011) Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., Klenk, H.-P. Complete genome sequence of the thermophilic, and Detter, J.C. (2011) Complete genome sequence of hydrogen-oxydizingBacillus tusciae type strain (T2T ) and Syntrophobotulus glycolicustype strain (FlGlyRT ). Stand reclassification in the new genus,Kyrpidia gen. nov. as Genomic Sci 4: 371-380. Kyrpidia tusciae comb. nov. and emendation of the family Alicyclobacillaceaeda Costa and Rainey, 2010. Stand Huntemann, M., Lu, M., Nolan, M., Lapidus, A., Lucas, S., Genomic Sci 5: 121-134. Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia,R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Kvachadze, L., Balarjishvili, N., Meskhi, T., Tevdoradze, E., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, Skhirtladze, N., Pataridze, T., Adamia, R., Topuria,T., Kutter, M., Hauser, L., Jeffries, C.D., Detter, J.C.,Brambilla, E.-M. , E.,Rohde, C. and Kutateladze M. (2011) Evaluation of lytic Rohde, M.,Spring, S. , Göker, M. , Woyke, T., Bristow, J., activity of staphylococcal bacteriophage Sb-1 against Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., freshly isolated clinical pathogens. Microbial Bio- Klenk, H.-P. and Mavromatis, K. (2011) Complete genome technology 4: 643-650. sequence of the thermophilic sulfur-reducer Hippea maritimatype strain (MH(2)). Stand Genomic Sci 4: 303- Land, M., Held, B.,Gronow, S. , Abt, B. , Lucas, S., Glavina 311. Del Rio, T., Nolan, M., Tice, H., Cheng, J.-F., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Mavromatis, K., Ivanova, N.,Rohde, C. , Munk, C., Nolan, M., Lucas, S., Mikhailova, N., Pati, A., Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Glavina Del Rio, T., Tice, H., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Chen, A., Palaniappan, K., Hauser, L.,Brambilla, E.-M. , Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Rohde, M.,Göker, M. , Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., Mavromatis, K., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, Klenk, H.-P. and Lapidus, A. (2011) Non-contiguous C.D.,Brambilla, E.-M. , Rohde, M., Göker, M. , Tindall, B.J. , finished genome sequence ofBacteroides coprosuis type Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., strain (PC139T ).Stand Genomic Sci 4: 233-243. Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Lapidus, A. (2011) Complete genome sequence of Truepera Lang, E., Teshima, H., Lucas, S., Lapidus, A., Hammon, N., radiovictrixtype strain (RQ-24T ). Stand Genomic Sci 4: 91- Deshpande, S., Nolan, M., Cheng, J.-F., Pitluck, S., Liolios, 99. K., Pagani, I., Mikhailova, N., Ivanova, N., Mavromatis, K., Pati, A., Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Chen, A., Ivanova, N.,Sikorski, J. , Chertkov, O., Nolan, M., Lucas, S., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia,R., Han, C., C.D.,Brambilla, E.-M. , Kopitz, M. , Rohde, M., Göker, M. , Goodwin, L., Pitluck, S., Huntemann, M., Liolios, K., Pagani, Tindall, B.J., Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., I., Mavromatis, K., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, A., Markowitz, V., Hugenholtz, P.,Klenk, H.-P. and Kyrpides, Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L.,Brambilla, E.-M. , N.C. (2011) Complete genome sequence of Weeksella Kannan, K.P., Rohde, M., Tindall, B.J. , Göker, M. , Detter, virosatype strain (9751T ). Stand Genomic Sci 4: 81-90. J.C., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Lapidus, A. Lapidus, A., Chertkov, O., Nolan, M., Lucas, S., Hammon, (2011) Complete genome sequence of the extremely N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia, R., Han, C., Goodwin, halophilicHalanaerobium praevalens type strain (GSL). L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Stand Genomic Sci 4: 312-321. Huntemann, M., Mavromatis, K., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Brambilla, Kiss, H., Nett, M., Domin, N., Martin, K., Maresca, J.A., E.-M., Rohde, M., Abt, B. , Spring, S. , Göker, M. , Bristow, J., Copeland, A., Lapidus, A., Lucas, S., Berry, K.W., Glavina Del Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., Rio, T., Dalin, E., Tice, H., Pitluck, S., Richardson, P., Klenk, H.-P. and Woyke, T.(2011) Genome sequence of the Bruce,D., Goodwin, L., Han, C., Detter, J.C., Schmutz, J., moderately thermophilic halophile Flexistipes sinusarabici Brettin,T., Land, M., Hauser, L., Kyrpides, N.C., Ivanova, N., strain (MAS10T ).Stand Genomic Sci 5:86-96. Göker, M., Woyke, T., Klenk, H.-P. , and Bryant, D.A. (2011)

Wissenstransfer 105 Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, S., Glavina Del Rio, T., Tice, Liolios, K., Huntemann, M., Ivanova, N., Mavromatis, K., H., Cheng, J.-F., Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, K., Tapia, R., Liolios, K., Pagani, I, Ivanova, N., Huntemann, M., Han, C., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, C.D., Mavromatis, K., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., Brettin, T., Yasawong, M.,Brambilla, E.-M. , Rohde, M., Palaniappan, K., Land, M.,Brambilla, E.-M. , Rohde, M., Sikorski, J., Göker, M. , Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., Abt, B., Verbarg, S. , Göker, M. , Bristow, J., Eisen, J.A., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C. Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., Klenk, H.-P. andKlenk, H.-P. (2011) Complete genome sequence of and Woyke, T. (2011) Genome sequence of the Tsukamurella paurometabolatype strain (no. 33T ). Stand filamentous, glidingThiothrix nivea neotype strain (JP2T ). Genomic Sci 4: 342-351. Stand Genomic Sci 5: 398-406. Pagani, I., Chertkov, O., Lapidus, A., Lucas, S., Glavina Del Liolios, K.,Sikorski, J. , Lu, M., Nolan, M., Lapidus, A., Lucas, Rio, T., Tice, H., Copeland, A., Cheng, J.-F., Nolan, M., S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia, R., Han, Saunders, E., Pitluck, S., Held, B., Goodwin, L., Liolios, K., C., Goodwin, L., Pitluck, S., Huntemann, M., Ivanova, N., Ovchinikova, G., Ivanova, N., Mavromatis, K., Pati, A., Pagani, I., Mavromatis, K., Ovchinikova, G., Pati, A., Chen, Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Jeffries, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L.,Brambilla, E.-M. , C.D., Detter, J.C., Han, C., Tapia, R., Ngatchou-Djao, O.D., Kotsyurbenko, O., Rohde, M.,Tindall, B.J. , Abt, B. , Göker, Rohde, M.,Göker, M. , Spring, S. , Sikorski, J. , Woyke, T., M., Detter, J.C., Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Bristow,J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Klenk, Markowitz, V., Hugenholtz, P.,Klenk, H.-P. and Kyrpides, H.-P. and Kyrpides, N.C. (2011) Complete genome N.C. (2011) Complete genome sequence of the gliding, sequence ofMarivirga tractuosa type strain (H-43T ). Stand heparinolyticPedobacter saltans type strain (113T ). Stand Genomic Sci 4: 154-162. Genomic Sci 5:30-40. Pagani, I., Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, S., Hammon, N., Makk, J., Homonnay, Z.G., Kéki, Z., Lejtovicz, Z., Márialigeti, Deshpande, S., Cheng, J.-F., Chertkov, O., Davenport, K., K.,Spröer, C. , Schumann, P. and Tóth, E.M. (2011) Tapia, R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Tahibacter aquaticus gen. nov., sp. nov., a new Mavromatis, K., Ivanova, N., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, gammaproteobacterium isolated from the drinking water A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., supply system of Budapest (Hungary). Syst Appl Microbiol Jeffries, C.D., Detter, J.C.,Brambilla, E.-M. , Kannan, K.P. , 34: 110-115. Ngatchou-Djao, O.D., Rohde, M.,Pukall, R. , Spring, S. , Göker, M., Sikorski, J. , Woyke, T., Bristow, J., Eisen, J.A., Mavromatis, K., Lu, M., Misra, M., Lapidus, A., Nolan, M., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C. and Klenk, H.- Lucas, S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F., Tapia, P. (2011) Complete genome sequence of Desulfobulbus R., Han, C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., propionicustype strain (1pr3T ). Stand Genomic Sci 4: 100- Ivanova, N., Mikhailova, N., Pati, A., Chen, A., Palaniappan, 110. K., Land, M., Hauser, L., Jeffries, C.D., Detter, J.C., Brambilla, E.-M., Rohde, M., Göker, M. , Gronow, S. , Panday, D.,Schumann, P. and Das, S.K. (2011) Rhizobium Woyke,T.,Bristow,J.,Eisen,J.A.,Markowitz,V., pusense sp. nov., isolated from rhizosphere of Chickpea Hugenholtz, P.,Klenk, H.-P. and Kyrpides, N.C. (2011) (Cicer arietinum L). Int J Syst Evol Microbiol 61: 2632-2639. Complete genome sequence of Riemerella anatipestifer type strain (ATCC 11845T ).Stand Genomic Sci 4: 144-153. Pati, A.,Abt, B. , Teshima, H., Nolan, M., Lapidus, A., Lucas, S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia, R., Han, Mayilraj, S., Ruckmani, A., Kaur, C., Kaur, I. and Klenk, H.-P. C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., (2011)Cohnella ferri sp. nov. A novel member of the genus Mavromatis, K., Ovchinikova, G., Chen, A., Palaniappan, K., Cohnellaisolated from haematite Ore. Curr Microbiol 62: Land, M., Hauser, L., Jeffries, C.D., Detter, J.C., Brambilla, 1704-1709. E.-M., Kannan, K.P. , Rohde, M., Spring, S. , Göker, M. , Woyke,T.,Bristow,J.,Eisen,J.A.,Markowitz,V., Munk, A.C., Copeland, A., Lucas, S., Lapidus, A., Glavina Del Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Ivanova, N. Rio, T.,Barry, K., Detter,J.C., Hammon, N., Israni, S., Pitluck, (2011) Complete genome sequence of Cellulophaga lytica S., Brettin, T., Bruce, D., Han, C., Tapia, R., Gilna, P., type strain (LIM-21T ).Stand Genomic Sci 4: 221-232. Schmutz, J., Larimer, F., Land, M., Kyrpides, N.C., Mavromatis, K., Richardson, P., Rohde, M.,Göker, M. , Pati, A.,Gronow, S. , Lu, M., Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, Klenk, H.-P., Zhang, Y., Roberts, G.P., Reslewic, S. and S., Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia, R., Han, Schwartz, D.C. (2011) Complete genome sequence of C., Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Rhodospirillum rubrumtype strain (S1). Stand Genomic Sci Mavromatis, K., Mikhailova, N., Huntemann, M., Chen, A., 4: 293-302. Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Detter, J.C., Brambilla, E.-M., Rohde, M., Göker, M. , Woyke, T., Munk, A.C., Lapidus, A., Lucas, S., Nolan, M., Tice, H., Bristow, J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Cheng, J.-F., Glavina Del Rio, T., Goodwin, L., Pitluck, S., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Ivanova, N. (2011) Non-

106 Wissenstransfer contiguous finished genome sequence of the oppor- Rameshkumar, N., Gomez-Gil, B.,Spröer, C. , Lang, E. , tunistic oral pathogenPrevotella multisaccharivorax type Dinesh, K.N., Krishnamurthi, S., Nair, S. and Roque, A. strain (PPPA20T ).Stand Genomic Sci 5:41-49. (2011)Vibrio plantisponsor sp. nov., a diazotrophic Pati, A.,Gronow, S. , Zeytun, A., Lapidus, A., Nolan, M., bacterium isolated from a mangrove associated wild rice Hammon, N., Deshpande, S., Cheng, J.-F.,Tapia,R., Han, C., (Porteresia coarctata Tateoka). Syst Appl Microbiol 34: Goodwin, L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., 487-493. Mavromatis, K., Chen, A., Palaniappan, K., Land, M., Hauser, L., Chang, Y.-J., Jeffries, C.D., Detter, J.C., Rathsack, K., Reitner, J., Stackebrandt, E. and Tindall, B.J. Brambilla, E.M., Rohde, M., Göker, M. , Woyke, T., Bristow, (2011) Reclassification of Aurantimonas altamirensis J., Eisen, J.A., Markowitz, V., Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C., (Jurado et al. 2006),Aurantimonas ureilytica (Weon et al. Klenk, H.-P. and Lucas, S. (2011) Complete genome 2007) andAurantimonas frigidaquae (Kim et al. 2008) as sequence ofBacteroides helcogenes type strain (P 36- members of a new genus,Aureimonas gen. nov., as 108T ).Stand Genomic Sci 4: 45-53. Aureimonas altamirensis gen. nov., comb. nov., Aureimonas ureilyticacomb.nov.and Aureimonas Pati, A., Zhang, X., Lapidus, A., Nolan, M., Lucas, S., Glavina frigidaquae comb. nov., and emended descriptions of the Del Rio, T.,Tice, H., Cheng, J.-F.,Tapia,R., Han, C., Goodwin, generaAurantimonas and Fulvimarina . Int J Syst Evol L., Pitluck, S., Liolios, K., Pagani, I., Ivanova, N., Microbiol 61: 2722-2728. Mavromatis, K., Chen, A., Palaniappan, K., Hauser, L., Jeffries, C.D.,Brambilla, E.-M. , Rohl, A., Mwirichia, R., Ruckmani, A., Kaur, I.,Schumann, P. , Klenk, H.-P. and Rohde, M.,Tindall, B.J. , Sikorski, J. , Wirth, R., Göker, M. , Mayilraj, S. (2011)Calidifontibacter indicus gen. nov., sp. Woyke, T., Detter,J.C., Bristow,J., Eisen, J.A., Markowitz, V., nov., a member of the familyDermacoccaceae isolated Hugenholtz, P., Kyrpides, N.C.,Klenk, H.-P. and Land, M. from a hot spring, and emended description of the family (2011) Complete genome sequence of Oceanithermus Dermacoccaceae. Int J Syst Evol Microbiol 61: 2419-2424. profundustype strain (506T ). Stand Genomic Sci 4: 210- 220. Schlee, M.,Göker, M. , Grimm, G.W., Hemleben, V. (2011) Genetic patterns in theLathyrus pannonicus (Fabaceae) Petersen, J. (2011) Phylogeny and compatibility: plasmid complex reflect ecological differentiation rather than classification in the genomics era.Arch Microbiol 193: biogeography and traditional subspecific division. Bot J Lin 313-321. Soc 165: 402-421.

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116 Wissenstransfer Impressum

Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

Institutsleitung Prof. Dr. Jörg Overmann

Inhoffenstraße 7 B 38124 Braunschweig Telefon +49 531 2616-0 Fax +49 531 2616-418 [email protected] www.dsmz.de

Redaktion und Koordination Susanne Thiele, Leiterin Presse und Kommunikation DSMZ

Gestaltung und Layout: Elke Petersen

Druck: döringDruck, Druckerei und Verlag GmbH, Koppestraße 6, 38104 Braunschweig

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Der Jahresbericht ist als PDF verfügbar oder in gedruckter Form über die Pressestelle zu beziehen.

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