Abteilung Umweltmikrobiologie

Spezialisierter mikrobieller Metabolismus

Forschungsgebiete

Unsere Forschungsgruppe untersucht, wie natürlich vorkommende Mikroben, einschliesslich Bakterien und Pilzen, chemische Schadstoffe abbauen können. Wir nutzen eine Kombination aus Experimenten und computergestützter Modellierung, um vorherzusagen, wie unterschiedliche mikrobielle Enzyme Industriechemikalien, Pharmazeutika und Agrochemikalien umwandeln.

Ein zentrales Thema ist der Fokus auf fluorierte Verbindungen, insbesondere PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen), die aufgrund ihrer Persistenz in der Umwelt als "ewige Chemikalien" bezeichnet werden. Ein Grund für ihre Abbauresistenz ist die starke chemische Kohlenstoff-Fluor-Bindung. Wir konnten zeigen, dass einige Mikroben, darunter auch Bakterien aus dem menschlichen Darm, Enzyme besitzen, die C-F-Bindungen spalten können. Allerdings sind diese Enzyme nur bei einfachen fluorierten Verbindungen mit nur einem oder zwei Fluoratomen wirksam, nicht jedoch bei langkettigen, perfluorierten PFAS, die oft fünfzehn oder mehr Fluoratome enthalten. Wir arbeiten daran, diese Aktivität zu verbessern und herauszufinden, wie die enzymatische Vielfalt von Mikroorganismen die große chemische Diversität fluorierter Verbindungen bewältigen kann. Unser langfristiges Ziel ist es, unsere Fähigkeit zu verbessern, mikrobielle Enzyme zur Erkennung und Entfernung von Schadstoffen zu verstehen, vorherzusagen und zu entwickeln.

Ein weiteres wichtiges Forschungsfeld in unserer Gruppe ist die mikrobielle Biosynthese. Hier interessieren uns mikrobielle Bioprodukte wie Sekundärmetaboliten und extrazelluläre polymere Substanzen sowie deren ökologische Funktionen.

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Ausgewählte Publikationen

Wackett, L. P.; Robinson, S. L. (2024) A prescription for engineering PFAS biodegradation, Biochemical Journal, 481(23), 1757-1770, doi:10.1042/BCJ20240283, Institutional Repository
Probst, S. I.; Felder, F. D.; Poltorak, V.; Mewalal, R.; Blaby, I. K.; Robinson, S. L. (2025) Enzymatic carbon–fluorine bond cleavage by human gut microbes, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America PNAS, 122(24), e2504122122 (12 pp.), doi:10.1073/pnas.2504122122, Institutional Repository
Attrah, M.; Schärer, M. R.; Esposito, M.; Gionchetta, G.; Bürgmann, H.; Lens, P. N. L.; Fenner, K.; van de Vossenberg, J.; Robinson, S. L. (2024) Disentangling abiotic and biotic effects of treated wastewater on stream biofilm resistomes enables the discovery of a new planctomycete beta-lactamase, Microbiome, 12, 164 (15 pp.), doi:10.1186/s40168-024-01879-w, Institutional Repository
Marti, T. D.; Schweizer, D.; Yu, Y.; Schärer, M. R.; Probst, S. I.; Robinson, S. L. (2025) Machine learning reveals signatures of promiscuous microbial amidases for micropollutant biotransformations, ACS Environmental Au, 5(1), 114-127, doi:10.1021/acsenvironau.4c00066, Institutional Repository

Gruppenleiterin

Team

René Gall Techniker Tel. +41 58 765 5969 Inviare e-mail
Céleste Kessler Masterstudentin Tel. +41 58 765 5489 Inviare e-mail
Thierry Marti Doktorand Tel. +41 58 765 5952 Inviare e-mail
Dr. Sarah Messenger Postdoktorandin Tel. +41 58 765 5599 Inviare e-mail
Dr. Yaochun Yu Postdoktorand Tel. +41 58 765 5695 Inviare e-mail

Projekte

Dieses Projekt untersucht mikrobielle Enzyme, die fluorierte Verbindungen binden und biotransformieren können.
Ziel dieses Projekts ist die Charakterisierung, Modellierung und Vorhersage von Enzymfamilien, die die Biotransformation von Schadstoffen in Periphyton vorantreiben.
Charakterisierung von hydrolytischen Enzymen, die am biologischen Schadstoffabbau in Biofilmen von Fließgewässern beteiligt sind.