Microbial symbioses in dynamic environments: Metabolic interplay and novel interactions (MAINTAIN)

Mikroorganismen werden in der allgemeinen Wahrnehmung häufig mit Krankheiten assoziiert. Tatsächlich sind jedoch alle höheren Lebewesen, der Mensch eingeschlossen, auf Mikroorganismen angewiesen, die vielfältige und teils überlebenswichtige Funktionen übernehmen. Die Partnerschaft mit Mikroorganismen reicht von Wechselwirkungen zwischen zwei Organismen bis hin zur Vergesellschaftung eines Wirtsorganismus mit einer komplexen Mikrobengemeinschaft, dem Mikrobiom. Wir beginnen erst langsam zu verstehen, wie diese mikrobiellen Symbiosen im Verlauf der Evolution entstanden sind, wie sie funktionieren und wie sie sich einer sich ständig verändernden Umwelt anpassen. Ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Wirt, Mikroorganismen und Umwelt, sowie deren Bedeutung für Tiere, Pflanzen und Menschen ist jedoch ein entscheidender Faktor, um den Herausforderungen globaler ökologischer Probleme zu begegnen. Das Doktoratsprogramm Mikrobielle Symbiosen in dynamischen Ökosystemen (MAINTAIN) baut auf dem erfolgreichen Forschungsschwerpunkt Symbiose und dem Doktoratsprogramm an der Universität Wien auf. Unser Ziel ist es, ein hochqualitatives, internationales und interdisziplinäres Forschungs- und Ausbildungsprogramm in einer weltweit einzigartigen Forschungsumgebung anzubieten, und so exzellente NachwuchsforscherInnen während ihrer Promotion zu fördern. Innovative Elemente, wie ein mehrstufiger Auswahlprozess, ein interdisziplinäres und internationales Curriculum mit diversen Möglichkeiten zum Austausch mit etablierten Wissenschaftlern, zum Stärken der wissenschaftlichen Expertise und der Soft Skills, sowie ein umfassendes Betreuungs- und Monitoringkonzept stellen dabei die Qualität der Ausbildung sicher. Im Zentrum der forschungsgeleiteten Doktoratsausbildung im MAINTAIN-Programm steht die Frage, wie die Partner in einer Symbiose angesichts von Umweltveränderungen im Hinblick auf den Austausch von Nährstoffen und anderen Verbindungen interagieren. Die Auseinandersetzung mit verwandten Forschungsfragen in einer Reihe unterschiedlicher mikrobieller Symbiosen mit Mäusen und Menschen, aber auch Protisten, Nematoden und Muscheln, ermöglicht unseren Studenten einen einzigartig breiten Einblick in die aktuelle Symbioseforschung. Die Teilnehmer des Doktoratsprogramms arbeiten in 14 verschiedenen Projekten mit einem Team an renommierten und vielfach ausgezeichneten Forschern der Universität Wien aus dem Bereich der Mikrobiologie, der Molekularbiologie, der Bioinformatik und der chemischen Analytik. Das interdisziplinäre Umfeld des MAINTAIN-Programms und die thematisch fokussierten Forschungsthemen in einem hochaktuellen Themengebiet der Lebenswissenschaften bieten einzigartige Chancen für junge, talentierte Nachwuchsforscher.

Das doc.funds Projekt "Microbial symbioses in dynamic environments: Metabolic interplay and novel interactions (MAINTAIN)", das von Oktober 2019 bis September 2024 an der Universität Wien durchgeführt wurde, hatte zum Ziel, ein thematisch fokussiertes und anregendes Forschungs- und Ausbildungsumfeld für PhD-Studierende in der Mikrobiomforschung zu schaffen. Das Projekt unterstützte erfolgreich 30 PhD-Studierende und leistete damit einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung dieses Forschungsbereichs und der akademischen Landschaft an der Universität Wien. Mikroben werden gemeinhin als rein schädliche, krankheitsverursachende Lebensformen wahrgenommen. Obwohl einige Mikroben Krankheiten verursachen können, ist die überwiegende Mehrheit der Mikroben, die auf und in uns leben, in Wirklichkeit nützlich. Mikroben üben eine Reihe wichtiger Funktionen aus und tragen zur Gesundheit und Entwicklung praktisch aller Pflanzen, Tiere und Einzeller auf diesem Planeten bei. Diese symbiotischen Beziehungen reichen von Partnerschaften zwischen zwei Organismen bis hin zu Assoziationen zwischen einem Wirt und einer komplexen Gemeinschaft von Mikroben, dem so genannten Mikrobiom. Wir beginnen gerade erst zu verstehen, wie sich diese Symbiosen entwickelt haben, wie sie funktionieren und wie sie in einer sich ständig verändernden Umwelt aufrechterhalten werden. Ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Wirt, Mikroben und Umwelt und der Bedeutung der Mikroben für Tiere, Pflanzen und Menschen ist jedoch ein entscheidender Aspekt, um sich den globalen und umweltbedingten Herausforderungen unserer Zeit zu stellen. Die PhD-Studierenden des MAINTAIN-Programms haben in verschiedenen Projekten faszinierende neue Entdeckungen gemacht, die unter anderem von der evolutionären Verbindung zwischen bakteriellen Symbionten in Protisten und Krankheitserregern des Menschen über die Rolle chemosynthetischer Symbiosen im Meer bis hin zu der Interaktion zwischen Pilzen, Pflanzen und Ameisen und der Wirkung von Präbiotika und ihrer Auswirkung auf das Darmmikrobiom reichen. Im Rahmen der Projektlaufzeit haben die MAINTAIN-Studierenden bisher 13 Doktorarbeiten fertig gestellt und 44 Veröffentlichungen verfasst, was das hohe Niveau der Forschungsergebnisse unterstreicht. Die über 80 im Rahmen des Programms organisierten Seminare, Workshops, Retreats und Konferenzteilnahmen unterstützten den wissenschaftlichen Austausch untereinander und das Networking mit der internationalen Forschungsgemeinschaft. Ein wichtiger Erfolg des MAINTAIN-Projekts war sein Einfluss auf die Entwicklung der Doktoratsausbildung im Bereich der Mikrobiomforschung. Die Struktur, die Rekrutierungsverfahren, die Unterstützung, die Vernetzung und die Evaluierungspraktiken des MAINTAIN-Programms dienten als Vorlage für die Einrichtung der Vienna Doctoral School in Microbiology and Environmental Science (VDS-MES) an der Universität Wien. Heute umfasst die VDS-MES mehr als 90 PhD-Studierende.