Pflanzenassoziierte Mikroorganismen in Innenräumen

Obwohl wir einen Großteil unserer Lebenszeit in Häusern und Innenräumen verbringen, ist unser Wissen über unsere mikroskopisch kleinen Mitbewohner und ihre Auswirkungen auf unsere Gesundheit sehr begrenzt. In den letzten Jahren hat sich ein Paradigmenwechsel im Blick auf Mikroorganismen vollzogen: während früher hauptsächlich Krankheitserreger im Fokus standen, wissen wir jetzt, dass viele Mikrobiome sich durch eine große Vielfalt und wichtige Funktionen für Mensch und Umwelt auszeichnen. Die gesundheitsfördernde Wirkung von Zimmerpflanzen wurde bereits beschrieben, aber über deren Mikrobiom, wie die Gemeinschaft aller Mikroorganismen bezeichnet wird, und seine Wirkung ist wenig bekannt. Da auf und in einer Zimmerpflanze mehr Mikroorganismen leben als Menschen auf der Erde, gehen wir davon aus, dass diese nicht nur einen direkten Einfluss auf die Gesundheit der Pflanze sondern auch indirekt auf die des Menschen haben. Um die Mikrobiologie unserer Zimmerpflanzen zu verstehen, sollen zum einen ausgewählte Zimmerpflanzen, die in den Gewächshäusern des Botanischen Gartens Graz unter kontrollierten Bedingungen wachsen, aber auch Pflanzen aus typischen Innenräumen, untersucht werden. Mit Hilfe von Bibliotheken von mikrobiellen Biomarkern, Korrelations- und Netzwerkanalysen und komplementärer Mikroskopie, soll der Einfluss verschiedener Faktoren auf das Mikrobiom sowie deren interne Interaktion verglichen werden. Um die Funktion des Blattmikrobioms zu erkunden, wollen wir drei Gemeinschaften von Mikroorganismen und all ihre Genome im Detail studieren. In zusätzlichen Experimenten sollen die Eigenschaften von Mikroorganismenisolaten der Blätter für die Pflanzengesundheit analysiert und die besten Kandidaten für weitere Studien ausgewählt werden. Damit möchten wir eine gezielte Auswahl von Mikroorganismen für gesunde Zimmerpflanzen zusammenstellen. Zusätzlich wird mit einer Auswahl an markierten Mikroorganismen mit speziellen Fluoreszenzfarbstoffen untersucht, ob und wie sich Mikroorganismen der Pflanze im Raum verbreiten und welchen Einfluss sie auf das Mikrobiom des Innenraums haben. Abschließend soll die Stabilität der Modell-Mikrobiome (Struktur und Funktion) unter verschiedenen Umweltbedingungen untersucht werden. Unsere Ergebnisse werden vergleichend bewertet und sollen erste und neue Einblicke in die Bedeutung von Mikrobiomen an Zimmerpflanzen in Innenräume liefern.

Gesunde Zimmerpflanzen sind gut für den Menschen Antibiotika waren eine der größten Entdeckungen des 20. Jahrhunderts. In der Vergangenheit konnten bakterielle Infektionen schwerwiegende Komplikationen verursachen. Glücklicherweise können die Krankheiten effektiv mit Antibiotika behandelt werden. Trotzdem sind Antibiotika "ein zweischneidiges Schwert". Wenn Antibiotika richtig angewendet werden, können Antibiotika Menschenleben vor der bakteriellen Infektion retten. Andererseits sind Missbrauch und übermäßiger Gebrauch von Antibiotika durch menschliches Verhalten mit der Entstehung von Antibiotika-Resistenzbakterien verbunden. Im Rahmen dieses Projektes verglichen wir am Institut für Umweltbiotechnologie der TU Graz zwei verschiedene Umgebungen; eine war aufgrund des strengen Reinigungsregimes wie Krankenhaus und Reinraum streng kontrolliert, während eine andere Gruppe aus öffentlichen und privaten Gebäuden ohne strenge Kontrolle bestand. Diese Studie zeigte, dass eine übermäßige Reinigung das Auftreten von Antibiotika-Resistenzbakterien fördern könnte. Der übermäßige Einsatz von Desinfektionsmitteln und Antibiotika führte zur Selektion von Bakterien mit Antibiotikaresistenzgen und zur Entstehung von sogenannte "Superbugs". Wie können wir das Auftreten der Superbugs reduzieren? Mikrobielle Vielfalt kann die Antwort sein. Die mikrobielle Vielfalt kann als das Spektrum verschiedener Arten von Bakterien, Archaeen, Protisten und Pilzen definiert werden. Die Verwendung von Desinfektionsmitteln und Antibiotika kann die mikrobielle Vielfalt verringern, indem einige Mikroben abgetötet werden, einschließlich derjenigen, die für uns von Vorteil sind. Anschließend können diejenigen, die überleben, mehrere Antibiotikaresistenzgene tragen und zu Superbugs werden. Wir können den Verlust der mikrobiellen Vielfalt in unserer gebauten Umwelt vermeiden, indem wir den Einsatz von Desinfektionsmitteln und Antibiotika reduzieren. Alternativ können wir die Vielfalt wiederherstellen, indem wir Zimmerpflanzen in unsere gebaute Umwelt einführen. Zimmerpflanzen können Träger nützlicher Bakterien sein, die die Superbugs unterdrücken können. Gesunde Zimmerpflanzen sind gut für das Raumklima und für uns selbst.