00:00:04: Dieser Podcast ist eine entgeltliche Einschaltung in Form einer Medienkooperation mit dem Bundesministerium für Frauen, Wissenschaft und Forschung.

00:00:12: Die redaktionelle Verantwortung liegt beim Standard.

00:00:34: Willkommen bei Inside Science – dem Standard-Podcast über die großen Fragen der Menschheit!

00:00:40: Ich bin David Renert.

00:00:44: Wir beschäftigen uns jeden zweiten Mittwoch mit den ganz großen und ganz kleinen Mysterien in unserem Universum.

00:00:51: Heute sprechen wir über die winzigen Architekten des Lebens auf der Erde.

00:00:56: Mikroorganismen haben die Bedingungen geschaffen, unter denen Pflanzen, Tiere und Menschen überhaupt erst existieren können – und sie bestimmen bis heute die Gesundheit unseres Planeten!

00:01:08: Die Erde wirkt auf den ersten Blick wie ein Planet der Pflanzen-, Tiere- und Menschen.

00:01:13: Tatsächlich ist sie aber vor allem eins, ein Planet der Mikroben.

00:01:18: Die winzigen Organismen sind praktisch überall zu finden – im Boden, im Meer in der Luft und in jedem Lebewesen.

00:01:25: Ohne sie gebe es weder die Ökosysteme, die wir kennen noch komplexes Leben überhaupt!

00:01:31: Die Mikrobe machen also den größten Teil der irdischen Biodiversität aus und prägen unseren Planeten ganz maßgeblich Aber trotzdem neigen wir dazu, sie massiv zu unterschätzen.

00:01:43: In unserer alltäglichen Wahrnehmung tauchen Mikroorganismen vor allem dann auf wenn es um Krankheiten geht.

00:01:50: Bakterien und Viren haben ja jetzt nicht direkt einen guten Ruf.

00:01:54: dabei prägen Sie das Leben auf der Erde eigentlich weitaus grundlegender als dass es auch Krankheitserreger unter ihnen gibt?

00:02:01: Sehr sehr sehr lange!

00:02:03: bevor es Pflanzen, Tiere oder Menschen gab – haben Mikroben den Planeten geformt und die Voraussetzungen für komplexes Leben geschaffen.

00:02:11: Ohne sie wird noch heute die großen Stoffkreisläufe der Erde stillstehen und das Leben wie wir es kennen würde innerhalb kurzer Zeit

00:02:19: zusammenbrechen.".

00:02:21: Sind Mikroorganismen also in Wahrheit die wichtigsten Lebewesen unseres Planeten?

00:02:26: Darüber haben wir mit Michael Wagner gesprochen!

00:02:29: Der Mikrobiologe ist Professor an der Universität Wien und wissenschaftlicher Direktor des Exzellenzklastes Microbiomes Drive Planetary Health, der vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert wird.

00:03:03: mit sauerstoffatmenden Lebewesen konnten auch erst entstehen auf der Erde durch die Aktivität von Mikroben.

00:03:09: Und noch heute ist jeder zweite Atemzug, den wir nehmen, atmen wir den Sauerstoff nicht vom Pflanzen ein, sondern atmen wie den Pflanzen produziert haben, sondern wir atmen in den Sauerstoff ein, denen Mikrobe produziert

00:03:21: haben.".

00:03:21: Das heißt sie haben die Erde besiedelt und sie haben Lebensbedingungen auf der Erde fundamental verändert.

00:03:27: Durch diese Sauerstoffsproduktion zum Beispiel ist auch erst die Ozone-Schicht entstanden die dann das Besiedeln der Erdoberfläche auch erst ermöglicht hat, weil vorher war ja die UV-Strahlung viel zu stark um die Erdoberfläche besiedeln zu können.

00:03:40: Das heißt allein an diesem Sauervlochbeispiel und es ist nur eines von vielen sieht man schon wie diese winzig kleinen Lebewesen tausendsten Millimeter groß sind, wie die Bedingungen auf dem ganzen Planeten so verändern können dass ganz andere Lebensformen entstehen können die sogenannten höheren Lebewesen entstanden sind.

00:04:01: Die sind natürlich entstanden in einer Umgebung, die voller Mikroben war.

00:04:04: Werdeweier besiedelt ausschließlich von Mikrobe zu der Zeit und haben sich natürlich auch in diesem Wechselspiel entwickelt.

00:04:12: Das heißt es gibt kein höheres Lebewesens, keine Pflanze, kein Tier, keinen Pilz, der nicht interagiert, eng mit... Bakterien, die sich auch auf dieses Organismus so zu sagen adaptiert haben dann im Lauf der Evolution.

00:04:26: Das heißt jeder von uns, jeder Mensch, aber auch jedes Tier jede Pflanze hat ein eigenes Mikrobiom das ganz wesentlich ist für die Gesundheit von diesen Lebewesen.

00:04:38: Das heisst diese Planeten kann man gar nicht denken ohne Mikroben.

00:04:42: wir nehmen sie nur aufgrund der Größe oder ihrer nicht vorhandenen Größe ihre Kleinheit nicht ausreichend war.

00:04:48: Und das trifft dann natürlich auch auf die großen Stoffkreisläufe der Erde zu,

00:04:53: d.h.,

00:04:54: es würde diese großen Stofkreisläufe, die global leben erst ermöglichen – ob das jetzt der Stickstoffkreislauf ist oder der Kohlenstoffkreislauf ist und der Schwenkelkreislauf ist -, die würden sofort zum Stillstand kommen wenn es keine Mikroben mehr gibt und ohne Mikroorganismen auf der Erde wäre nach kurzer Zeit kein weiteres Leben mehr

00:05:14: möglich.".

00:05:15: Mikroorganismen sind also nicht einfach ein weiterer Bestandteil des Lebens auf der Erde.

00:05:20: Sie bilden das Fundament, auf dem alles andere aufbaut.

00:05:25: Während sie größern mit freiem Auge erkennbar, währen sie uns vielleicht auch bewusster.

00:05:30: Aber nicht nur mikroben selbst – auch die meisten ihrer Leistungen bemerken wir gerade deshalb nicht weil sie auf großer Skala permanent im Hintergrund laufen!

00:05:41: Wie grundlegend diese Rolle für die Biosphäre des Planeten ist, wird dann deutlich wenn man ein Gedankenexperiment wagt.

00:05:49: Was würde jetzt wirklich passieren, wenn alle Mikroorganismen mit einem mal plötzlich verschwinden würden?

00:05:55: Die meisten würden sagen wunderbar keine Mikro-Organismen mehr, keine Krankheiten oder viele Krankheiten nicht mehr.

00:06:01: da werden wir die Viren auch noch weg tun und keine Infektionskrankheiten mehr.

00:06:05: Aber die Folgen, die negativen Folgen sind den meisten Menschen nicht bewusst, die ihr zeigen würden oder zeigen welche wichtige Rolle Mikroben spielen.

00:06:13: Sie sind nämlich zum Beispiel die Meister des Abbaus.

00:06:16: Mikrobe Verstoff wechseln auch tote Biomasse.

00:06:20: Das heißt wenn Tiere und Menschen sterben, Bäume umfallen das wird alles verstoffwechselt Und das ist wichtig.

00:06:27: Das Akkumulieren von Kandawa und von toter pflanzlicher Biomasse ohne den Abbau würde ganz viele wesentliche Elemente in diesen troten Körpern sozusagen binden, die würden nicht mehr zur Verfügung stehen für andere Lebewesen.

00:06:43: Wir sind ja alle über diese Elemente miteinander verknüpft.

00:06:46: Wenn ein Lebewesens stirbt setzen Mikroben all diese Elementen wieder frei und andere Lebewesen können sie wieder in ihre Körper einbauen.

00:06:55: Wenn das nicht mehr passiert, dieser Abbau, akkumuliert tote Biomasse bindet wesentliche Elemente und auch das würde Leben langfristig verhindern.

00:07:05: Gleichzeitig würde in den meisten Lebewesen vieles nicht mehr funktionieren.

00:07:09: also natürlich wäre unsere Verdauung gestört wir würden bestimmte Vitamine nicht mehr machen unsere Stimmung wird sich ändern unser Organe würden schrumpfen Wir hätten viel zu wenig Sauerstoff zum Atmen.

00:07:21: Also wenn man nur kurz drüber nachdenkt Das hat schon Louis Pasteur vor langer Zeit gesagt, dass Leben auf dieser Erde ohne Mikroben ganz schnell zum Stillstand kommen würde.

00:07:31: Mikroorganismen sind also weit mehr als nur Erreger oder Begleiter des Lebens.

00:07:37: Sie bauen abgestorbene Biomasse ab und halten die großen Stoffkreislaufe der Erde in Gange.

00:07:43: Gleichzeitig hat sich auch die Forschungsperspektive verändert Denn lange standen einzelne Mikro-Organismen im Mittelpunkt.

00:07:52: Heute interessieren sich Forschende aber zunehmend für die gesamte Gemeinschaft von Mikroben und deren Komplexes Zusammenspiel.

00:08:00: Für diese Gemeinsschaften hat sich ein eigener Begriff etabliert, eben das Mikrobiom – und gemeint ist damit die Gesamtheit der Mikroorganismen in einem bestimmten Lebensraum etwa im Ökosystem, einem Lebewesen oder auch im menschlichen Darum.

00:08:17: Solche Mikrobiome gibt es praktisch überall und je mehr Forschende über diese mikrobiellen Gemeinschaften herausfinden, desto deutlicher wird das sich viele Probleme nicht getrennt voneinander betrachten lassen.

00:08:31: Die Gesundheit von Menschen hängt mit der Gesundheit vom Tieren, von Pflanzen und von ganzen Ökosystemen zusammen – und zwar auf eine Weise die man lange so überhaupt nicht verstanden hat!

00:08:43: Genau daraus ist auch das Konzept der Planetary Health entstanden.

00:08:48: Die Idee dahinter, wer verstehen will wie gesund ein Planet ist muss auch die unsichtbaren mikrobiellen Netzwerke verstehen, die ihn am Laufen halten.

00:08:57: Michael Wagner hat uns das genauer erklärt.

00:09:00: Meine Tare Gesundheit kann man als ein Konzept verstehen Das illustriert dass die Gesundheit von jedem Lebewesen auf dieser Erde nicht für sich allein zu betrachten ist, sondern das Gesundheit nur funktioniert sozusagen im System in dem des Ökosystems gesundes.

00:09:16: Indem die Bakteriengemeinschaften in einem Gleichgewicht sind.

00:09:21: Alles ist miteinander verknüpft.

00:09:22: Ich kann mal ein aktuelles Beispiel nehmen was gerade publiziert wurde.

00:09:27: Da haben Forscherinnen aus den USA herausgefunden dass im Boden gibt es auch Mikroorganismen, die zum Beispiel Antibiotika produzieren und auch Antibiatiker resistente Mikroben dann.

00:09:39: Also Bakterien produzieren im Boden Antibiotika.

00:09:41: darum isoliert man ja bis heute Mikro-Organismen aus den Böden um neue Antibiótika zu finden ist eine der Hauptquellen.

00:09:49: Und natürlich gibt's dann dort auch wiederum Bakterie, in die sich gegen diese Antibiodika gut schützen können und Resistenzen entwickeln.

00:09:54: Wenn sie jetzt durch dem Klimawandel immer mehr Dürren gibt verändert sich die Mikrobengemeinschaft in den Böden.

00:10:01: Auch ihr Lebensraum schrumpft auch bei den Dürren und man hat herausgefunden, dass sich dort auch die Antibiotika dann aufkonzentrieren und das also in Bölden, die Trockenheit ausgesetzt sind und Stress ausgesetzt ist, es viel mehr Antibiotikerresistenzen gibt.

00:10:15: Und dass man dann auch in diesen Regionen wo es viel Trockenheit gibt, in den Krankenhäusern vielmehr Antibiatikerresistensen findet.

00:10:24: Das heißt ein Beispiel Dinge, die man eigentlich erst mal gar nicht so zusammenbringt.

00:10:28: Boden, Trockenheit, Antibiotika-Ressistenz im Krankenhaus wie das alles miteinander verknüpft ist und ich glaube an dem Beispiel – da gibt es natürlich sehr viele von diesem Beispiel kann man recht nett illustrieren dass alles miteinander zusammenhängt und wir diese Zusammenhänge verstehen müssen um auch die Gesundheit des Menschen optimal schützen zu können.

00:10:50: Und das ist unser großes Thema in diesem Excellence Cluster, Microbiome Strive Planetary Health.

00:10:54: Wir sind acht österreichische Forschungsinstitutionen in diesen Excellence Clusters.

00:10:59: koordiniert wird es an der Universität Wien.

00:11:02: ich habe die ehrenvolle Aufgabe der wissenschaftliche Direktor sein zu dürfen von diesem Excellence cluster und wir sind über hundert Forscherinnen viele auch junge early career.

00:11:13: Wir haben über sechzig Doktoranden und Postdocs einstellen können mit der Förderung.

00:11:18: Und arbeiten zusammen an diesen großen Fragen, an den Schnittstellen zwischen sozusagen medizinisch relevanter Mikrobiomforschung und umweltrelevante Mikrobioforschung.

00:11:28: An diesem Beispiel sieht man schon, mit welchen Komplexen zusammenhängen wir es hier eigentlich zu tun haben.

00:11:34: Wenn sich Mikrobiome verändern kann das weitreichende Folgen haben die wir erst langsam beginnen zu verstehen.

00:11:52: Wenn über die großen Umweltprobleme unserer Zeit gesprochen wird, geht es meist um Treibhausgase und den Klimawandel oder um den Verlust der Artenvielfalt.

00:12:02: Ein Begriff fällt dabei in der medialen Öffentlichkeit fast nie – nämlich Stickstoff.

00:12:09: Dabei befinden wir uns längst in einer massiven und folgenreichen Stickstoffkrise.

00:12:15: Kaum ein anderer Stoff hat die Entwicklung der menschlichen Zivilisation so stark geprägt.

00:12:21: Stickstoff ist ein zentraler Baustein des Lebens, Pflanzen benötigen ihn zum Wachsen und damit letztlich auch die Landwirtschaft.

00:12:29: Die Milliarden Menschen ernährt.

00:12:31: Lange Zeit war die verfügbare Menge an Stickstoff ein begrenzender Faktor für die Nahrungsmittelproduktion.

00:12:38: Das hat sich dann Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts mit dem sogenannten Haber-Bosch-Verfahren geändert.

00:12:43: Dieses Syntheseverfahren machte es möglich, Stickstoff aus der Luft industriell in Ammoniak zu verwandeln, das wiederum als Grundlage für sehr viele Düngemittel dient und die Landwirtschaft revolutioniert hat.

00:12:58: Heute gilt das Haber-Bosch Verfahren als eine der wichtigsten Erfindungen der Menschheitsgeschichte – gleichzeitig hat es aber auch eine neue und große Herausforderung geschaffen!

00:13:08: Wir bringen inzwischen enorme Mengen an reaktiven Stickstoff in die Umwelt ein mit sehr weitreichenden Folgen für die Böden, für Gewässer das Klima und die Biodiversität.

00:13:21: Und da kommen ihr Ahn, dass vielleicht schon wieder die Mikroorganismen ins Spiel – denn sie steuern wesentliche Teile des Stickstoffkreislaufs.

00:13:30: Ohne Sie wird der Stickstoff weder in Pflanzen verfügbare Formen umgewandelt noch wieder aus der Umwelt entfernt werden!

00:13:38: Wie ist das also genau mit der Stickstoffkrise?

00:13:42: Es ist die meisten Menschen nicht bewusst, dass die Hälfte der Weltbevölkerung nur ernährt werden kann indem wir Stickstoffdünger.

00:13:49: auf die Felder ausbringen.

00:13:51: Also mit dem Haber-Bosch-Verfahren wird das Luftstikstoff in der Monioke umgewandelt, da gibt es drei Nobelpreise gab's dafür, man kann sagen zurecht.

00:13:58: wenn die Hälfte der Bevölkerung oder Weltbevölkerung würde hier nicht sein auf dieser Erde, er konnte nicht ernährt werden ohne diese kunstlichen Stickstoffdünger.

00:14:07: und sagt aber was hat das mit Bakterien zu tun?

00:14:09: Das Problem ist dass diese Stickstoff Düngungen, die wir im massiven Umfang machen also mehr als hundert Millionen Tonnen Stickstoff dünger werden jedes Jahr ausgebracht auf diefelder.

00:14:19: Das ist extrem ineffizient.

00:14:21: So wichtig es ist, so ineffiziant es ist weniger als fünfzehn Prozent des Stickstoffdüngers landet am Ende im Menschen.

00:14:28: das heißt das meiste geht in die Umwelt verloren.

00:14:30: und da spielen Mikroben eine riesige Rolle die sogenannten Nitrifikanten die diesen Stickstoff Dünger umwandeln in Nitrat.

00:14:38: und leider ist dieses Nitrat viel wasserlöslicher in dem Sinne oder wird leichter ausgewaschen aus den Böden weil es negativ geladen ist.

00:14:46: Ammonium ist positiv geladen, gelangt dann in die Umwelt und überdünkt unsere mehrere Flüsse und Seen.

00:14:54: Und dann kommt es zu den großen Algenblüten, Todeszonen

00:14:57: usw.,

00:14:58: in den Meeren, die sich ja auch ausbreiten.

00:14:59: diese Bereiche in den meeren ohne Sauerstoff werden immer größer mit katastrophalen Folgen für die Ökologie auf mit katastofeinwirtschaftlichen Folgen.

00:15:09: Und da spielen eben die Mikroben bei dieser Düngermittelverlust eine große Rolle.

00:15:12: leider tun sie gleichzeitig auch noch Lachgas produzieren, was ein sehr starkes Treibhausgas ist und auch noch zum Abbau der Ozone-Schicht beiträgt.

00:15:23: Das heißt wir haben bei diesem Themenkomplex Düngung, die so wichtig ist zur Ernährung der Weltbevölkerung.

00:15:29: Die Mikroben mitten drin, die da riesige Probleme verursachen und darum gibt es sehr viel Forschung kann man durch Zusätze zu Düngemitteln, kann man den Pflanzen noch besser lernen diese Düngemittelverluste zu minimieren.

00:15:42: Kann man diese Bakterien, die dazu führen sozusagen in den Feldern hemmen?

00:15:46: Und dieses Stickstoffkrise die auch eine Biodiversitätskrise ist, weil in diesen überdünkten Ökosystemen viel weniger Vielfalt vorkommt.

00:15:54: Diese Stickstoffkrise is eine der großen Planetaren Krisen wo wir schon lang den sozusagen sicheren Bereich verlassen haben indem wir uns aufhalten können auf der Erde.

00:16:06: Der Stickstoffkreislauf ist nur ein Beispiel dafür wie stark Mikroorganismen globale Prozesse beeinflussen.

00:16:13: Eine ganz zentrale Rolle spielen sie auch beim Klimawandel und zwar auf sehr unterschiedliche Weise.

00:16:19: Manche Mikroorganismen setzen Treibhausgase frei, andere bauen sie wieder ab.

00:16:24: Wie sich das klimakünftig entwickelt hängt deshalb auch davon ab wie sich mikrobielle Gemeinschaften verändern und wie der Mensch in sie eingreift.

00:16:33: Einerseits erzeugen Sie natürlich zum wesentlichen Anteil auch Treibhausgasen also zb.

00:16:40: wenn ich einen auftauchenden Permafrost habe durch die Erwärmung, dann sind da riesige Mengen Kohlenstoffverbindungen sozusagen fixiert.

00:16:49: Die waren da eingefroren und werden jetzt verfügbar für die Aktivität von Mikroorganismen.

00:16:54: Dann kommen die ganzen mikrobiellen Nahrungsnetze ins Spiel in diesem auftauchenden Permafrost.

00:17:00: Und am Ende ist eines der Endprodukte Methan.

00:17:03: Das ist natürlich ein starkes Treibhausgasis und dann diesen Klimawandel weiter anfacht.

00:17:09: Das heißt das sind leider so sich selbst verstärkende Systeme Und da gibt es dann auch Effekte, die man eben gar nicht so gleich auf dem Rad hat.

00:17:18: Wenn dann dort Pflanzenbeginnen zu wachsen in dem auftaunten Boden, dann scheiden sie auch wieder Stoffe über ihre Wurzel aus, die diese Effekте leider noch im vorher unbekampen Maß verstärken können.

00:17:32: und diese Effekt, die globale Implikation haben muss man natürlich verstehen lernen, um vorhersagen treffen zu können.

00:17:41: Es gibt aber auch Mikroorganismen, die im Methan aufnehmen und umwandeln.

00:17:46: Und die einem Methanfilter darstellen zum Beispiel über den Sedimenten oder auch in den Böden, die aus der Luft sogar Methan umwandlen.

00:17:53: Das heißt, Mikro-Organismen spielen eine wesentliche Rolle hier.

00:17:57: Es gibt auch Mikrorganismens, die Lachgas wieder verstoffwechseln und sozusagen unschädlich machen.

00:18:02: andere produzieren das Lachgass, andere Verstoffwechsels wieder... ...und all des war ja in einem wunderbaren Gleichgewicht.

00:18:09: also das hat ja Hervorragend funktioniert.

00:18:12: Aus dem Gleichgewicht ist es natürlich gekommen durch die Produktion von Freisetzungen, von enormen Mengen von Treibhausgasen durch die menschliche Aktivität.

00:18:23: Mikroorganismen beeinflussen nicht nur Böden – die Umwelt und das Klima.

00:18:28: Sie wirken auch auf unsere eigenen Körper!

00:18:31: Jeder Mensch trägt Billionen von Mikroorganismen mit sich, auf der Haut in den Atemwegen und natürlich vor allem im Darm.

00:18:40: Gemeinsam bilden sie ein komplexes Ökosystem das uns ein Leben lang begleitet und auch

00:18:46: beeinflusst.".

00:18:47: Und diese winzigen Mikroben sind eben nicht nur Krankheitserreger – inzwischen ist sogar klar viele erfüllen ganz wichtige Funktionen für unseren Körper!

00:18:56: Sie helfen bei der Verdauung, produzieren Stoffwechselprodukte und stehen in engem Austausch mit unserem Immunsystem.

00:19:03: In den vergangenen Jahren haben Forschende sogar Hinweise darauf gefunden dass das da im Mikrobiom ganz andere Prozesse auch noch beeinflussen könnte etwa Entzündungsreaktionen, Stoffwexlerkrankungen und sogar bestimmte Aspekte unseres Verhaltens.

00:19:19: Wie eng diese Verbindungen sind gehört zu den spannendsten Fragen der aktuellen Mikrobiomeforschung.

00:19:24: Eine der großen Überraschungen war natürlich, wie wichtig das humane Mikrobiom für die menschliche Gesundheit ist und welche vielfältige Zusammenhänge da bestehen.

00:19:36: Also wie viele Krankheiten doch durchaus kausal beeinflusst werden von bestimmten Mitgliedern des Darm-Mikrobioms zum Beispiel?

00:19:46: Und wie komplex diese Zusammenhängen sein können?

00:19:49: Da gibt es unendlich viele Geschichten, wie eng dieses Interaktionsnetzenwerk zwischen uns und unserem Mikrobiomorgan tatsächlich ist.

00:20:00: Und das ist natürlich wahnsinnig faszinierend, dass selbst unsere Stimmung, unser Verhalten, unser Immunsystem, das all des beeinflusst wird von unseren kleinen Mitbewohnern – und es wirft ja auch philosophische Fragen auf!

00:20:14: Wir sind nicht alleine sondern wir sind ein multiorganismischer Verbund Und man kann auch fragen, wer kontrolliert wen für die menschliche Gesundheit.

00:20:23: Das bietet auf völlig neue Therapieansätze.

00:20:26: Das ist eine der großen Entwicklungen der letzten Jahrzehnte und ähnlich in der Umwelt.

00:20:30: Man hat völlig neue Stoffwechselwege gefunden.

00:20:33: also ich bin immer noch fasziniert wie erfindungsreich Mikroorganismen sind in der Umwandlung von Verbindungen und wie wichtig diese Umwandlungen dann für das Gesamtsystem im Erde ist.

00:20:58: Viele dieser Erkenntnisse wären vor wenigen Jahrzehnten gar nicht denkbar gewesen.

00:21:02: Tatsächlich wusste man lange erstaunlich wenig über die große Mehrzahl der Mikroorganismen auf unserem Planeten.

00:21:10: Erst neue genetische Methoden haben es möglich gemacht, Mikroben direkt über ihr Erbgut zu untersuchen ohne sie zuvor im Labor kultivieren zu müssen.

00:21:21: Ja, ohne die Methoden der modernen Mikrobiologie konnten Forscher nur einen winzigen Ausschnitt der mikrobiellen Vielfalt untersuchen.

00:21:29: Der überwiegende Teil blieb unsichtbar, obwohl er überall um uns herum existiert.

00:21:35: Michael Wagner spricht in diesem Zusammenhang von einer Art dunklen Materie der Biologie – eine riesige Anzahl von Mikroorganismen, über die man praktisch gar nichts wusste.

00:21:46: Er schock so um den.

00:21:49: wie man dann molekulare Methoden eingesetzt hat, um direkt in der Umwelt oder den medizinischen Probenmikroben nachzuweisen.

00:21:57: Also man hat das Konzept geändert und gesagt wir tun nicht nur Anzüchten.

00:22:00: Wir schauen jetzt auch einfach mal.

00:22:01: können wir nicht bestimmte Gene die alle diese Mikroben haben aus der Umwelt mit Molekularbiologie vervielfältigen sequenzieren?

00:22:10: Und können wir anhand dieser Gene nicht vielleicht sagen wer da ist?

00:22:13: Man kann ja solche Stammbäume berechnen in der Hand dieser Gene und kann sagen zu welchem Organismus hat denn dieses Gen gehört?

00:22:19: Und wie dieser Ansatz populär wurde, war die Überraschung und fast der Schock riesig.

00:22:23: Ich kann mich dann noch erinnern.

00:22:25: Man hat gesagt alles was da draußen ist, es war eigentlich neu.

00:22:28: Also wenn man irgendeine banale Probe Blumentopf Erde gegangen ist, war fast nichts Bekanntes dort.

00:22:34: Die Mikrobiomforschung hat in wenigen Jahrzehnten einen enormen Sprung gemacht.

00:22:39: zum ersten Mal bekommen Forschende einen systematischen Einblick darüber welche Mikroorganismen auf der Erde überhaupt leben und welche Funktionen sie erfüllen.

00:22:49: Gleichzeitig zeigt sich aber auch mehr denn je, wie groß die Wissenslücken noch sinkt.

00:22:55: Viele Zusammenhänge lassen sich inzwischen beschreiben – man weiß etwa welche Mikroben in bestimmten Böden vorkommen oder wie sich mikrobielle Gemeinschaften im Darm verändern.

00:23:07: Wesentlich schwieriger ist aber die Frage Lassen sich diese Veränderungen auch vorhersagen?

00:23:13: Genau darum geht es heute in vielen Forschungsprojekten.

00:23:16: Da sich Mikrobiome auf Gesundheit, Landwirtschaft, Biodiversität und auch das Klima auswirken, wäre sehr enorm wichtig zu verstehen wie sie auf Veränderungen, auf Störungen reagieren – also etwa auf Türreperiode, auf steigende Temperaturen oder neue Krankheitserreger.

00:23:34: Die Hoffnung ist dass sich mikrobelle Gemeinschaften eines Tages ähnlich gezielt beeinflussen lassen als andere biologische Systeme.

00:23:42: Erste Ansätze dafür gibt es längst, etwa in der Medizin.

00:23:45: Gleichzeitig wird daran gearbeitet auch Pflanzen mit nützlichen Mikroorganismen auszustatten oder Böden widerstandsfähiger zu machen.

00:23:53: Wie können wir Mikrobiome gezielt beeinflussen?

00:23:56: Wir versuchen das ja wenn man ein Probiotikum z.B.

00:23:59: nimmt versucht mehr sein da Mikrobiom zu beeinflussend ist aber im Moment noch einen sehr naivar Ansatz.

00:24:05: also ich nehme irgendeinen Bakterium oder vielleicht Zähnen, die man da sich kauft.

00:24:09: Schluck und hofft das es im Darm-Mikrobium anwächst.

00:24:12: Man weiß aber aus Studien dass das nicht sehr effizient ist.

00:24:16: Wir alle haben verschiedene Darm Mikrobiome für einen Markt, das vielleicht sogar zufällig ganz gut passen für viele andere nicht.

00:24:22: Das heißt dort muss man personalisierter hinkommen und da wird's vielleicht Gruppen von Menschen geben für die bestimmte Probiotika passen und für anderen nicht.

00:24:31: zusammengefasst Die große Frage und dem widmen wir uns auch gerade intensiv ist.

00:24:36: Wie kann ich da hinkommen, dass sich Mikrobiome gezielt verändern kann in eine Richtung die entweder dem Ökosystem oder auch den Menschen zuträglich ist?

00:24:46: Das Potenzial ist gigantisch!

00:24:48: Und es ist auch wichtig wenn Sie sich zum Beispiel überlegen wie viele Medikamente Nebenwirkungen haben.

00:24:53: Diese Nebenwerkungen sind ganz häufig Folge von Aktivitäten des Mikrobioms, da gab es dann vor ein paar Jahren die ersten Veröffentlichungen, die gezeigt haben dass Medikamente also nicht Antibiotika sondern Medikamente im menschlichen Körper Zielstrukturen haben.

00:25:10: Dass ein Großteil dieser Medikamenten sich auch aufs Mikrobiom auswirkt und das erklärt warum so viele Medikaments gastrointestinale Nebenwirkungen habe aber nicht nur Gastrointestenale.

00:25:22: wenn ich das da Mikrobiome ändere ändere ich ja die ganzen Interaktionen mit dem menschlichen Körper.

00:25:26: Das heißt, das ist ein Feld was eigentlich völlig unbearbeitet war in der Medikamentenentwicklung.

00:25:31: aber unbeabsichtig greift man ins Mikrobiom mit sehr vielen Medikamente ein und auf der anderen Seite tun Bakterien auch Medikmente chemisch umwandeln.

00:25:41: Also da passiert was.

00:25:42: Ich nehme nicht ein Medikament und das bleibt so, sondern es wird chemisch umgewandelt von Mikroben.

00:25:47: Das kann natürlich die Effizienz der Therapie beeinflussen.

00:25:51: aber diese neuen Produkte, die bei den Umwandlungen entstehen haben dann auch wieder Folgen für den menschlichen Körper aber auch fürs Mikrobiom.

00:25:58: Es ist ja auch hier ein komplexes Netzwerk zwischen dem Medikamente und dem Darm-Mikrobiom Und das erforschen wir sehr intensiv mit der Idee in Zukunft Den Patienten sagen zu können anhand ihr das Mikrobioms, welche Medikamente würden vielleicht für dich am besten passen oder können wir begleitend zur Therapie auch etwas tun um dein Mikrobiom stabil zu halten.

00:26:22: Das ist wirklich faszinierend und auch etwas erschreckend wie sehr wir dann noch im Dunkeln tappen.

00:26:28: aber auch großartiges welches Chancen die Mikrobiomeforschung bietet gerade für die Gesundheit.

00:26:34: der ganze Forschungsbereich gehört heute zu den dynamischen Feldern der Lebenswissenschaften.

00:26:38: Entsprechend investieren auch viele Länder gezielt in große Forschungsverbünde, die sich genau mit diesen Fragen beschäftigen.

00:26:46: Österreich spielt in diesem Bereich eine wichtige Rolle in der Forschungslandschaft.

00:26:51: An der Universität Wien wurde eigens eine Fakultät für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften geschaffen und im Excellence Cluster Microbiome Strive Planetary Health Arbeiten Forschende aus acht Institutionen gemeinsam an der Frage, wie Mikrobiome Umwelt und Gesundheit beeinflussen.

00:27:20: Todengetrieben ist, da gibt es immer wieder neue Ansätze.

00:27:22: Es ist noch so viel zu entdecken und um da dabei zu bleiben muss man natürlich kontinuierlich investieren.

00:27:28: also man kann nicht einfach sagen darum wir uns jetzt drauf aus dann wird mal ganz schnell abgehängt und darum war diese größere Forschungsförderung über den Exzellenzklaster so wichtig und darum wird's auch wichtig sein dass das weitergezogen wird.

00:27:41: Also die erste Förderstufe ist ja für fünf Jahre angelegt für ein großes Konsortium wie ein großes Schiff das jetzt in voller Fahrt ist.

00:27:49: aber Da die ganzen Synergismen vollkommen ausnutzen zu können und wirklich dauerhaft hier ein Österreich-Weite sozusagen Mikrobiomschule zu etablieren, braucht es natürlich eine längere Förderung so eines Konsortsums.

00:28:03: Je mehr wir über Mikroorganismen lernen, desto weniger erscheinen sie wie ein Randthema der Biologie.

00:28:09: stattdessen zeigt sich dass sie an erstaunlich vielen Prozessen beteiligt sind und wir stehen gewissermaßen erst am Anfang zu verstehen was das alles genau für uns bedeutet.

00:28:20: Die meiste Zeit der Erdgeschichte war die Erde ein Planet, der Mikroben und irgendwie ist sie das ja immer

00:28:27: noch.

00:28:28: Für heute sagen wir Danke fürs Zuhören!

00:28:30: Und wir freuen uns wenn ihr beim nächsten Mal wieder dabei seid.

00:28:33: Jeden zweiten Mittwoch überall wo es Podcast gibt.

00:28:36: Ich bin David Renert...

00:28:37: ...und ich bin Tanja Praxler.

00:28:39: Diese Folge wurde von Christoph Neuwirt produziert.

00:28:42: Bis zum

00:28:42: nächsten mal.

00:28:43: Bis dann

00:28:44: Wenn man sich vor Augen führt was in einem Kram plungen Erde bis zu hunderttausend verschiedene Mikrobenarten leben.

00:28:51: Hunderttauseinverschiedene Mikrobearten,

00:28:53: also auch

00:28:53: Biodiversität auf dieser Erde ist mikrobiell größtenteils.

00:28:58: Die meisten Arten sind mikrobell!