Dr. Mirko Himmel

Burkholderien sind gram-negative Mikroorganismen, die global verteilt sind und teils ein hohes Infektionspotenzial gegenüber Menschen, Tieren oder Pflanzen aufweisen.

Humanpathogene Burkholderia Spezies können in den Burkholderia cepacia Komplex (BCC; Nachweis u. a. bei Lungeninfektionen) und die Burkholderia pseudomallei Gruppe (Bpm-Gruppe; u.a. systemische Infektionen mit teils tödlichen Verläufen) unterteilt werden. Wir arbeiten vor allem mit nahezu avirulenten Bakterienstämmen und erforschen die verschiedenen bakteriellen Infektionsmechanismen. Im Zentrum stehen dabei kritische Schritte im intrazellulären Lebenszyklus der Pathogene der Bpm-Gruppe und die Erforschung neuer therapeutischer Interventionsstrategien. Wir untersuchen molekulare Details der Pathogen-Wirt-Interaktion mit Fokus auf der dynamischen Regulation der aktinabhängigen Motilität der Bakterien in der Wirtszelle und der Modulation des Aktinzytoskeletts durch bakterielle Effektorproteine. Wie untersuchen in diesem Zusammenhang die funktionelle Rolle verschiedener bakterieller Sekretionssysteme.

Pflanzenpathogene Burkholderia Spezies sind soweit bisher bekannt Burkholderia gladioli, B. plantarii, B. glumae. Für diese sind Pflanze-Pathogen-Interaktionen in Teilen bereits dokumentiert, aber Pathomechanismen auf molekularer Ebene bisher nicht gut verstanden. Insbesondere die Untersuchung der funktionellen Rolle der verschiedenen Gencluster, die für unterschiedliche Sekretionssysteme kodieren, liegt hierbei im Fokus. Hierfür setzen wir Typstämme der benannten Spezies ein und untersuchen die Aktivität und das Zusammenwirken verschiedener Virulenzgene. Zudem verfügt die Gruppe über Expertise im Umgang mit für die Biotechnologie interessanten Organismen wie B. glumae als Produktionsstamm.

Die Charakterisierung des Volatiloms von Mikroorganismen dient einem besseren Verständnis für deren Adaption an tierische und pflanzliche Wirte, so wie an deren Umwelt. Wir etablieren Techniken zur Messung des Volatiloms (flüchtige, gasförmige organische Verbindungen, die von Mikroorganismen emittiert werden) und nutzen diese zur Diskriminierung verschiedener Bakterienspezies.

Gemeinsam mit der AG Streit wird die mikrobielle Biodiversität, das Resistom und die Plasti-Sphäre in aquatischen Habitaten und in ausgewählten Böden auf genetische Veränderungen und ihr Pathogenitätspotenzial untersucht.

Als ein weiteres Projekt entwickeln wir Maßnahmen zur Stärkung der biologischen Sicherheit (biosafety & biosecurity) zum Beispiel durch verbesserte Biosecurity-Risikobewertungen in Forschung und Entwicklung. Das trägt wesentlich zu einem verantwortungsvollen Umgang mit der eigenen Forschung in den Lebenswissenschaften bei. Ergänzt werden diese Aktivitäten durch die akademische Lehre in der Bioethik aus der Perspektive der Naturwissenschaften. In internationalen Lehrveranstaltungen erreichen Biosecurity-Trainings in den Lebenswissenschaften Arbeitende verschiedener Karrierestufen.

Die Arbeitsgruppe setzt molekulare Methoden an der Schnittstelle Mikrobiologie, Infektionsbiologie, molekularer Zellbiologie und Proteinbiochemie ein. Wir verwenden verschiedene Zellkulturtechniken für die Untersuchung der Infektion von Wirtszellen durch fluoreszenzmarkierte Bakterienstämme. Für die Analyse setzen wir unter anderem die Licht- und Elektronenmikroskopie ein. In Kooperation führen wir zudem die massenspektrometrischen Analysen durch.