EXC 2051:  Balance of the Microverse

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin ; Biologische Chemie und Lebensmittelchemie ; Materialwissenschaft ; Medizin ; Mikrobiologie, Virologie und Immunologie ; Molekülchemie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Physikalische Chemie ; Polymerforschung
• Förderung: Förderung seit 2019
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• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390713860

Das Gleichgewicht mikrobieller Konsortien mit anderen Organismen und der Umwelt ist essentiell für die Funktion aller Ökosysteme, ein stabiles Klima, nachhaltige Landwirtschaft, sowie das Wohlergehen von Pflanzen, Tieren und Menschen. Das Mikroversum beschreibt funktionell interagierende oder räumlich koexistierende mikrobielle Konsortien. Anthropogene Einflüsse oder infektiöse Mikroorganismen können dramatische Dysbalancen verursachen, die Ökosysteme zerstören und Ernteausfälle und Krankheiten zur Folge haben. Um nicht nur wie bisher die Symptome nicht-funktionierender Systeme zu behandeln, ist die Erhaltung und Wiederherstellung mikrobieller Gleichgewichte durch gezielte Interventionen entscheidend. Der Microverse Cluster erforscht die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen und adressiert hierzu wesentliche offene Fragen: Was definiert die Dynamik mikrobieller Gleichgewichte? Welche Faktoren destabilisieren das Gleichgewicht und stellen es wieder her? Wie können wir mikrobielle Konsortien zum Wohle des Menschen und der Umwelt beeinflussen? Für die Beantwortung dieser Fragen vereinigt der Microverse Cluster unsere Expertisen in Mikrobiologie, chemischer Biologie, Infektionsbiologie, Optik/Photonik, Materialwissenschaften und Bioinformatik/Systembiologie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und außeruniversitären Instituten. Verstärkt wird der Cluster durch vier flankierende Sonderforschungsbereiche, eine Exzellenz-Graduiertenschule sowie weitere koordinierte Forschungsprogramme und Industriepartner.Der Cluster ist in drei Forschungsbereiche untergliedert:A) Mikroversum der UmweltB) Mikroversum des WirtesC) Datensynopse und Microverse Imaging Center.Das Forschungsprogramm beinhaltet die Untersuchung mikrobieller Gleichgewichte anhand chemischer Signale, der räumlichen Verteilung von Organismen und Metaboliten, Wirtsfaktoren und des genetischen Austauschs zwischen Organismen. Der systemübergreifende Vergleich und das Data-Mining diverser Habitate, wie räumlich begrenzte menschliche und pflanzliche Wirte, nahezu grenzenlose aquatische Systeme sowie synthetische mikrobielle Konsortien, erlauben die Identifizierung genereller Prinzipien.Ein neues Gebäude mit einer bestehenden und zusätzlichen Professuren und Nachwuchsgruppen sowie dem Microverse Imaging Center mit modernen biophotonischen Technologien und Räumlichkeiten für Prototypen-Entwicklung verstärkt den Cluster und bildet sein Gravitationszentrum. Es ermöglicht den wissenschaftlichen Austausch und die Integration internationaler Gastwissenschaftler. Förderprogramme für kooperative Forschungsprojekte, individuelle Fellowships, ein strukturiertes Trainingsprogramm sowie innovative Strategien für die Internationalisierung und das Management von Diversität tragen zur weltweiten Sichtbarkeit dieses Clusters bei. Ausgehend von der Erforschung mikrobieller Gleichgewichte wird der Microverse Cluster neue Lösungen zur Bekämpfung von Krankheiten und Dysbalancen in der Umwelt entwickeln.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Friedrich-Schiller-Universität Jena
• Beteiligte Institution: Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF); GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH; Helmholtz-Institut Jena; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR); Institut für Datenwissenschaften; Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V.; Hans-Knöll-Institut (HKI); Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT); Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC); Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie; Beutenberg Campus; Max-Planck-Institut für Geoanthropologie; Universitätsklinikum Jena
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Ian Thomas Baldwin; Professor Dr. Michael Bauer; Professor Dr. Christian Eggeling; Professor Dr. Rainer Heintzmann; Professor Dr. Christian Hertweck; Professor Dr. Bernhard Hube; Professorin Dr. Erika Kothe; Professor Dr. Johannes Krause; Professorin Dr. Birgitta König-Ries; Professor Dr. Falko Langenhorst; Professorin Dr. Bettina Löffler; Professorin Dr. Manja Marz; Professorin Dr. Maria Mittag; Professor Dr. Georg Pohnert; Professor Dr. Jürgen Popp; Professor Dr. Felix H. Schacher; Professor Dr. Ulrich S. Schubert; Professor Dr. Christian Spielmann; Professor Dr. Christoph Steinbeck; Professorin Dr. Susan Trumbore; Professor Dr. Andreas Tünnermann; Professorin Dr. Christina Warinner; Professor Dr.-Ing. Lothar Wondraczek
• Sprecherinnen / Sprecher: Professor Dr. Axel Brakhage, von 1/2019 bis 11/2022; Professorin Dr. Kirsten Küsel, seit 12/2022