In der Abteilung “Mikroben-Pflanzen Interaktionen” werden molekulare und biochemische Mechanismen untersucht, die der Interaktion zwischen Mikroorganismen an der Wurzeloberfläche sowie im Inneren und deren Wirtspflanze zugrunde liegen. Diese Interaktionen können besonders unter schwierigen Wachstumsbedingungen die Pflanzengesundheit verbessern. Es wird untersucht wie Pflanzenwurzeln zusammen mit der assoziierten Mikrobiota anthropogene Substanzen wie Herbizide und Pharmazeutika entgiften und abbauen, die üblicherweise in Klärwerken oder kontaminierten Böden vorkommen.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den bakteriellen Signalsubstanzen, den sogenannten Autoinducern, die wichtige Eigenschaften in mikrobiellen Gemeinschaften und Biofilmen kontrollieren und spezifische Reaktionen in Mikroorganismen, sowie Pflanzen und anderen höheren Organismen (einschließlich dem Menschen) hervorrufen können. Bakterielle Signalsubstanzen werden als wichtige Kontrollfaktoren bei der Interaktion von Humanpathogenen und toxinproduzierenden Bakterien mit ihrem eukaryontischen Wirt (Pflanze, Tier) untersucht. Es werden analytische Methoden, einschließlich monoklonaler Antikörper, entwickelt und angewendet, um die Ökologie von bakteriellen Signalmolekülen des N-Acylhomoserinlakton Typs in verschiedenen Matrices und Organismenhabitaten zu erforschen. In Kooperation mit den klinischen Kooperationsgruppen “Pediatric Immune Regulation” und der Arbeitsgruppe “Developmental Immune Biology” des Comprehensive Pneumology Centers, wird bei Gram-positiven, probiotischen Bakterien (z.B. Lactobacilli) nach kleinen Molekülen mit immunmodulatorischer Wirkung gesucht und diese charakterisiert. Zudem wird der Einfluss der bakteriellen Signalstoffe des N-Acylhomoserinlakton Typs von Gram-negativen Bakterien auf die Aktivierung von menschlichen dendritischen Zellen untersucht. In Kooperation mit Kollegen aus der Immunologie, Entwicklungsgenetik und Metabolitenanalyse prüfen wir ebenso die Wirkung der Signalsubstanzen von pathogenen oder probiotischen Bakterien auf die Immunantwort. Der Einfluss der Ernährung auf die intestinale Mikrobiota und deren Interaktion mit der intestinalen Mucosa und dem Metabolitenstatus wird gerade im Rahmen eines interdisziplinären Kooperationsprojekts zum Thema Diabetes aufgeklärt, das auch Modellierungen zur bakteriellen Modulation der Immunantwort in verschiedenen Mausmodellen beinhaltet.

Die Forschungsinteressen werden repräsentiert durch die drei Arbeitsgruppen: