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In ihrem natürlichen Umfeld existieren Mikroben selten alleine als einzelne Zellen, sondern sie leben meistens in Gemeinschaften, wo sie von Artgenossen und anderen mikrobiellen Spezies umgeben sind. Die räumliche Anordnung bestimmt wie die verschiedenen Zelltypen miteinander interagieren können (z.B. können sie positive oder negative Effekte auf ihre Nachbarn haben) und prägt somit die emergenent Eigenschaften der Gemeinschaft. Das Ziel des Projektes Microscapes besteht darin, die grundlegenden Prozesse welche die räumliche Selbstorganisation bestimmen zu verstehen um deren Auswirkungen auf die Ökosystemfunktion vorhersagen zu können.
Um die grundlegenden Prozesse zu untersuchen verwenden wir synthetische mikrobielle Ökosysteme, in denen wir spezifische Interaktionen zwischen verschiedenen Zelltypen kontrolliert herstellen können. Dies erlaubt uns, die Interaktionen gezielt zu manipulieren und deren Auswirkungen auf die räumliche Selbstorganisation und die emergenten Eigenschaften der Gemeinschaft zu messen. Mit diesem Wissen entwickeln wir schliesslich quantitative Modelle, mit denen wir die Entstehung und Dynamik von mikrobiellen Gemeinschaften vorhersagen können.
Als inhärent interdisziplinäres Projekt beinhaltet Microscapes eine Vielfalt von Disziplinen aus der Biologie wie: Mikrobiologie, Ökologie, Evolution und Systembiologie. Ausserdem verbinden wir die Experimente mit mathematischen Modellen um Vorhersagen machen zu können. Das Projekt ist deshalb eine Zusammenarbeit von Fünf Forschungsgruppen mit verschiedenen Expertisen. Drei Gruppen arbeiten experimentell (Jan Roelof van der Meer, UNIL; Yok Que Ai, CHUV; David R. Johnson, Eawag) während die anderen Zwei auf mathematische Modelle spezialisiert sind (Dani Or, ETHZ; Vassily Hatzimanikatis, EPFL).