BactoTRANS

Wasser, das mit Krankheitserregern von Menschen und Tieren verunreinigt ist, stellt eine ernsthafte Gefahr für die öffentliche Gesundheit dar. Alle Länder und Regionen der Welt benötigen äußerst robuste und wirksame Systeme um Wasser zu bewirtschaften und aufzubereiten und damit eine ausreichende Wasserqualität zu gewährleisten und die öffentliche Gesundheit zu schützen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Modelle für den bakteriellen Transport über Land. Diese Modelle sollen erstmalig zuverlässige Vorhersagen darüber ermöglichen, woher bakterielle Krankheitserreger kommen, wie sie sich durch die Umwelt bewegen und wohin sie gelangen. Dieses Projekt verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, indem wir mikrobiologische und molekularbiologische Methoden und Parameter kombinieren um den bakteriellen Transports über Land zu untersuchen. Niederschlagsexperimente werden auf kleiner Skala im Labor durchgeführt, und auf größerer Skala mit einem einzigartigen Niederschlagssimulator und unter realen Umweltbedingungen. Um den bakteriellen Transport über Land während der Labor- und Feldexperimente zu untersuchen, werden wir fäkale Indikatorbakterien (FIB) mit kulturbasierten und qPCR-basierten Methoden analysieren. qPCR ist eine genetische Analysemethode, die z.B. auch für Covid-19 Tests verwendet wird. FIB sind Indikatoren für fäkale Verschmutzung, geben aber keine Auskunft über die Quelle der Verunreinigung. Daher werden wir auch genetische fäkale Marker, so genannte Microbial Source Tracking (MST)-Marker, in die Messungen einbeziehen, die mit bestimmten Wirten (z. B. Menschen, Wiederkäuer) in Verbindung gebracht werden. Um zu testen, ob FIB- und MST-Marker geeignet sind, bakterielle Krankheitserreger anzuzeigen, die für die menschliche Gesundheit relevant sind, werden wir auch mehrere bakterielle Referenzerreger mittels qPCR analysieren. Wir werden erstmals FIB, MST-Marker und bakterielle Krankheitserreger während des bakteriellen Transports über Land parallel analysieren. Die gemessenen Daten werden in die Entwicklung von Transportmodellen einfließen und schließlich zu zuverlässigeren Vorhersagen führen. Darüber hinaus werden wir den Einfluss der physikalisch-chemischen Eigenschaften und der Verwitterung von tierischen Fäkalien sowie die Auswirkungen wechselnder Umweltbedingungen auf den bakteriellen Transport über Land untersuchen. Wir werden unsere Experimente mit verschiedenen Fäkalien von Nutz- und Wildtieren vergleichen, die einen großen Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben. Aus der Beziehung zwischen den experimentellen Analysen auf verschiedenen räumlichen Maßstäben werden wir die Transportmodelle hochskalieren. Unser Ansatz wird die wissenschaftliche Grundlage für genaue Vorhersagen des bakteriellen Transports über Land bilden, der in Zukunft auf Viren und Protozoen ausgedehnt werden kann. Dieses Projekt hat somit großes Potenzial, dieses Forschungsgebiet zu revolutionieren.