Das Treibhausgas Methan ist ein Hauptprodukt der Wiederkäuerverdauung (Umwandlung von zellulosehaltiger Biomasse durch Wiederkäuer). Da Rinder bis zu 500 Liter Methan pro Tag und Tier produzieren können, ist ihr Beitrag zu den anthropogenen Methanemissionen erheblich (30 %). Die Reduzierung der Methanemissionen in der Wiederkäuerhaltung stellt eine große ökologische und wirtschaftliche Herausforderung dar. In früheren Studien wurde gezeigt, dass bestimmte Algenarten die Methanemissionen reduzieren, weshalb Algen im Mittelpunkt dieses Projekts stehen. 

Prof. Dr. Tim Urich und sein Team untersuchen, wie sich die Zugabe von Algen auf die Zusammensetzung, Häufigkeit und Genexpression von methanproduzierenden Archaeen im Pansen und im Dickdarm auswirkt. Die Arbeit konzentriert sich auf drei Hauptziele:

1. Bestimmung der Häufigkeit von Methanogenen

Die Häufigkeit methanproduzierender Archaeen im Pansen und Dickdarm wird mithilfe etablierter qPCR-Assays quantifiziert, die auf das Methanogenese-Markergen mcrA abzielen.

2. Charakterisierung der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft

Die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft wird aus 16S-rRNA-Genbibliotheken abgeleitet. Darüber hinaus werden Metatranskriptome taxonomisch und funktionell charakterisiert. Zusammen mit Metagenomen und Proteomen führen die Metatranskriptome zu tieferen Einblicken in die Vielfalt und Aktivität von Methanogenen.

3. Bewertung der direkten Auswirkungen von Algen auf methanogene Archaeen

Methanogene Archaeen werden aus dem Pansen von Rindern angereichert und isoliert. Die gewonnenen Isolate werden unterschiedlichen Konzentrationen von Algenextrakten ausgesetzt und die Auswirkungen auf die Methanogenese werden anhand von Wachstumsversuchen und Genexpressionsanalysen untersucht.