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Das Archaeom im Gastrointestinaltrakt

The archaeome in gastrointestinal disorders - AGAD

Christine Moissl-Eichinger (ORCID: 0000-0001-6755-6263)
  • Grant-DOI 10.55776/P32697
  • Förderprogramm Einzelprojekte
  • Status beendet
  • Projektbeginn 01.10.2019
  • Projektende 30.06.2023
  • Bewilligungssumme 405.898 €
  • Projekt-Website
  • E-Mail

Wissenschaftsdisziplinen

Biologie (100%)

Keywords

    Gastrointestinal Tract, Microbiome, Archaeome

Abstract Endbericht

Archaeen sind besondere Mikroorganismen, die etwa vor 40 Jahren entdeckt wurden. In vielerlei Hinsicht unterscheiden sie sich von Bakterien. Ursprünglich wurden sie als extremophile Sonderlinge betrachtet, jedoch sind sie inzwischen als Lebewesen mit universaler Wichtigkeit anerkannt. Interessanterweise sind Archaeen auch ein substantieller Bestandteil des menschlichen Mikrobioms. Aufgrund methodischer Probleme sind Archaeen schwierig in menschlichen Proben zu detektieren. Aus diesem Grund werden sie häufig in humanen Mikrobiomstudien übersehen. In den letzten Jahren haben wir unsere Methoden optimiert, um Archaeen in menschlichen Mikrobiomen detaillierter untersuchen zu können und entdeckt, dass Archaeen in beträchtlichen Mengen auf menschlicher Haut, in der Nase und in bestimmten Bereichen des Gastrointestinaltraktes vorkommen. Die höchsten Vorkommen wurden dabei in Stuhlproben von Personen, die besonders viel Methan ausatmen, nachgewiesen, sowie in Blinddarmbiopsien und in Mekonium/Stuhlproben von frühgeborenen Kindern. In unserem Projekt planen wir genau diese Bereiche genauer zu analysieren, um die Rolle, die Diversität und die Wichtigkeit der Archaeen darin genauer zu erfassen. Wir werden eine Vielzahl verschiedener Kultivierungs-basierter, molekularer und next-generation-basierter Methoden verwenden, um die folgenden Ziele zu erreichen: i) Bestimmung der archaeellen Abundanz und Diversität im Gastrointestinaltrakt in Gesundheit und Krankheit, ii) Analyse der archaeellen Interaktion mit Bakterien, Pilzen und dem menschlichen Träger, sowie die Korrelationen mit klinischen Charakteristika, iii) Analyse der archaeelllen genetischen und funktionellen Profile, iv) Erhöhen der Anzahl der kultivierten, human-assoziierten Archaeen für detaillierte Charakterisierungen. Mit den vorgeschlagenen Arbeiten betreten wir neue Gebiete im Bereich der Mikrobiomforschung und werden neue Informationen über eine vernachlässigte Komponente des menschlichen Mikrobioms erhalten. Das Projekt wird durchgeführt von Christine Moissl-Eichinger und ihrem Team, sowie Kollaborationspartnern von der Medizinischen Universität Graz, aus Deutschland und Frankreich.

Archaeen sind besondere Mikroorganismen, die vor etwa 40 Jahren entdeckt wurden und sich in vielerlei Hinsicht von Bakterien unterscheiden. Ursprünglich galten sie als extremophile Kuriositäten, aber heute wissen wir, dass sie Organismen von universeller Bedeutung für die Umwelt sind. Interessanterweise machen Archaeen auch einen wesentlichen Teil des menschlichen Mikrobioms aus. Aufgrund methodischer Probleme sind Archaeen in menschlichen Proben nur schwer nachweisbar, so dass sie in Studien zum menschlichen Mikrobiom oft ignoriert werden. In den letzten Jahren haben wir eine Reihe von Methoden zur Untersuchung von Archaeen im menschlichen Mikrobiom entwickelt und erhebliche Mengen von Archaeen auf der menschlichen Haut, der Nase und in bestimmten Bereichen des menschlichen Magen-Darm-Trakts entdeckt. Der höchste Prozentsatz an Archaeen- Signaturen im Darm wurde in Stuhlproben von Personen gefunden, die erhöhte Mengen an Methan ausatmen. Unsere Studien haben es uns ermöglicht, die große Vielfalt der gastrointestinalen Archaeen zu verstehen, insbesondere wurden mehr als 1000 verschiedene Genome identifiziert. Wir haben eine Pipeline eingerichtet, um diese Archaeen in unserem Labor zu kultivieren, wo sie nun im Detail untersucht werden und allen interessierten Forschern zur Verfügung stehen. Wir haben herausgefunden, dass Menschen, die viele Archaeen in sich tragen, mit größerer Wahrscheinlichkeit ein gesünderes Leben führen, und dass ihr Mikrobiom effizienter darin ist, Ballaststoffe in gesunde kurzkettige Fettsäuren aufzuspalten. Selbst in Proben von Frühgeborenen, die bereits einige Tage nach der Geburt geboren wurden, konnten Archaeen gut nachgewiesen werden. Insgesamt haben wir mit diesem Projekt ein breites Netzwerk mit Forschern auf der ganzen Welt aufgebaut und an Sichtbarkeit gewonnen, neue Datensätze und Kulturen produziert, die veröffentlicht werden, um eine breitere Forschung in diesem neuen Forschungsbereich zu ermöglichen. Wir haben neue Felder in der Mikrobiomforschung betreten und Informationen über eine weitgehend vernachlässigte Komponente des menschlichen Mikrobioms gewonnen. Dieses Projekt wurde von Christine Moissl-Eichinger und ihrem Team sowie Mitarbeitern der Medizinischen Universität Graz, sowie Institutionen in Deutschland und Frankreich durchgeführt, und die Ergebnisse wurden in renommierten Fachzeitschriften u.a. wie Nature Microbiology, Nature Communications veröffentlicht.

Forschungsstätte(n)
  • Medizinische Universität Graz - 100%
Nationale Projektbeteiligte
  • Christa Schleper, Universität Wien , nationale:r Kooperationspartner:in
  • Thomas Rattei, Universität Wien , nationale:r Kooperationspartner:in
Internationale Projektbeteiligte
  • Ruth Schmitz-Streit, Christian Albrechts Universität Kiel - Deutschland
  • Simonetta Gribaldo, Institut Pasteur - Frankreich

Research Output

  • 681 Zitationen
  • 33 Publikationen
  • 1 Methoden & Materialien
  • 8 Datasets & Models
  • 6 Disseminationen
  • 5 Wissenschaftliche Auszeichnungen
  • 2 Weitere Förderungen
Publikationen
  • 2024
    Titel Exploring the human archaeome: its relevance for health and disease, and its complex interplay with the human immune system
    DOI 10.1111/febs.17123
    Typ Journal Article
    Autor Kuehnast T
    Journal The FEBS Journal
    Seiten 1316-1329
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Molecular Tracking and Cultivation Reveal Ammonia Oxidizing Archaea as Integral Members of the Human Skin Microbiome
    DOI 10.1101/2024.08.05.606590
    Typ Preprint
    Autor Mahnert A
    Seiten 2024.08.05.606590
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Proteomic and Metabolomic Profiling of Archaeal Extracellular Vesicles from the Human Gut
    DOI 10.1101/2024.06.22.600174
    Typ Preprint
    Autor Weinberger V
    Seiten 2024.06.22.600174
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Targeted isolation of Methanobrevibacter strains from fecal samples expands the cultivated human archaeome
    DOI 10.1038/s41467-024-52037-7
    Typ Journal Article
    Autor Duller S
    Journal Nature Communications
    Seiten 7593
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Archaea in the Human Microbiome and Potential Effects on Human Infectious Disease - Volume 30, Number 8—August 2024 - Emerging Infectious Diseases journal - CDC
    DOI 10.3201/eid3008.240181
    Typ Journal Article
    Autor Duller S
    Journal Emerging Infectious Diseases
    Seiten 1505-1513
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Expanding the cultivated human archaeome by targeted isolation of novel Methanobrevibacter strains from fecal samples
    DOI 10.21203/rs.3.rs-4250821/v1
    Typ Preprint
    Autor Duller S
  • 2024
    Titel Age-Related Dynamics of Methanogenic Archaea in the Human Gut Microbiome: Implications for Longevity and Health
    DOI 10.1101/2024.02.09.579604
    Typ Preprint
    Autor Mohammadzadeh R
    Seiten 2024.02.09.579604
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Expanding the cultivated human archaeome by targeted isolation of novel Methanobrevibacter strains from fecal samples
    DOI 10.1101/2024.04.10.588852
    Typ Preprint
    Autor Duller S
    Seiten 2024.04.10.588852
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Reduced olfactory performance is associated with changed microbial diversity, oralization, and accumulation of dead biomaterial in the nasal olfactory area
    DOI 10.1128/spectrum.01549-23
    Typ Journal Article
    Autor Kumpitsch C
    Journal Microbiology Spectrum
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Interindividual differences in aronia juice tolerability linked to gut microbiome and metabolome changes—secondary analysis of a randomized placebo-controlled parallel intervention trial
    DOI 10.1186/s40168-024-01774-4
    Typ Journal Article
    Autor Lackner S
    Journal Microbiome
    Seiten 49
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Age-related dynamics of predominant methanogenic archaea in the human gut microbiome
    DOI 10.1186/s12866-025-03921-9
    Typ Journal Article
    Autor Mohammadzadeh R
    Journal BMC Microbiology
    Seiten 193
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Methane, Microbes, and More: Archaea in the Human Microbiome
    DOI 10.52843/cassyni.9xnhr3
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Reevaluation of the gastrointestinal methanogenic archaeome in multiple sclerosis and its association with treatment
    DOI 10.1128/spectrum.02183-24
    Typ Journal Article
    Autor Woh P
    Journal Microbiology Spectrum
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Clinical NEC prevention practices drive different microbiome profiles and functional responses in the preterm intestine
    DOI 10.1038/s41467-023-36825-1
    Typ Journal Article
    Autor Neumann C
    Journal Nature Communications
    Seiten 1349
    Link Publikation
  • 2021
    Titel A catalogue of 1,167 genomes from the human gut archaeome
    DOI 10.1038/s41564-021-01020-9
    Typ Journal Article
    Autor Chibani C
    Journal Nature Microbiology
    Seiten 48-61
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.1186/s40168-021-01130-w
    Typ Journal Article
    Autor Kumpitsch C
    Journal Microbiome
    Seiten 193
    Link Publikation
  • 2020
    Titel The host-associated archaeome
    DOI 10.1038/s41579-020-0407-y
    Typ Journal Article
    Autor Borrel G
    Journal Nature Reviews Microbiology
    Seiten 622-636
    Link Publikation
  • 2022
    Titel The sanitary indoor environment—a potential source for intact human-associated anaerobes
    DOI 10.1038/s41522-022-00305-z
    Typ Journal Article
    Autor Pausan M
    Journal npj Biofilms and Microbiomes
    Seiten 44
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Alternative nutritional and clinical care practices for NEC prevention drive distinct profiles and functional responses in the preterm gut microbiome
    DOI 10.1101/2022.06.08.22276177
    Typ Preprint
    Autor Neumann C
    Seiten 2022.06.08.22276177
    Link Publikation
  • 2019
    Titel Exploring the Archaeome: Detection of Archaeal Signatures in the Human Body
    DOI 10.3389/fmicb.2019.02796
    Typ Journal Article
    Autor Pausan M
    Journal Frontiers in Microbiology
    Seiten 2796
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Acute appendicitis manifests as two microbiome state types with oral pathogens influencing severity
    DOI 10.1080/19490976.2022.2145845
    Typ Journal Article
    Autor Blohs M
    Journal Gut Microbes
    Seiten 2145845
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Additional file 4 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680136
    Typ Other
    Autor Fischmeister F
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Additional file 2 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680130
    Typ Other
    Autor Fischmeister F
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Additional file 11 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680127.v1
    Typ Other
    Autor Fischmeister F
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Additional file 2 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680130.v1
    Typ Other
    Autor Fischmeister F
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Reduced olfactory performance is associated with changed microbial diversity, oralization and accumulation of dead biomaterial in the nasal olfactory area
    DOI 10.21203/rs.3.rs-2251236/v1
    Typ Preprint
    Autor Kumpitsch C
    Link Publikation
  • 2020
    Titel Methane emission of humans is explained by dietary habits, host genetics, local formate availability and a uniform archaeome
    DOI 10.1101/2020.12.21.423794
    Typ Preprint
    Autor Kumpitsch C
    Seiten 2020.12.21.423794
    Link Publikation
  • 2020
    Titel A comprehensive analysis of the global human gut archaeome from a thousand genome catalogue
    DOI 10.1101/2020.11.21.392621
    Typ Preprint
    Autor Chibani C
    Seiten 2020.11.21.392621
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Methanogenic archaea in the human gastrointestinal tract
    DOI 10.1038/s41575-022-00673-z
    Typ Journal Article
    Autor Hoegenauer C
    Journal Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology
    Seiten 805-813
  • 2022
    Titel Archaeal key-residents within the human microbiome: characteristics, interactions and involvement in health and disease
    DOI 10.1016/j.mib.2022.102146
    Typ Journal Article
    Autor Mohammadzadeh R
    Journal Current Opinion in Microbiology
    Seiten 102146
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Acute appendicitis manifests as two microbiome state types with oral pathogens influencing severity
    DOI 10.1101/2022.04.13.488268
    Typ Preprint
    Autor Blohs M
    Seiten 2022.04.13.488268
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Additional file 11 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680127
    Typ Other
    Autor Fischmeister F
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Additional file 4 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680136.v1
    Typ Other
    Autor Fischmeister F
    Link Publikation
Methoden & Materialien
  • 2022 Link
    Titel The human archaeome catalogue
    Typ Technology assay or reagent
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
Datasets & Models
  • 2022 Link
    Titel A catalogue of 1,167 genomes from the human gut archaeome
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 10 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680124
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 3 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680133
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 6 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680142
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 5 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680139
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 7 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680148
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 8 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680151
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2021 Link
    Titel Additional file 9 of Reduced B12 uptake and increased gastrointestinal formate are associated with archaeome-mediated breath methane emission in humans
    DOI 10.6084/m9.figshare.16680154
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
Disseminationen
  • 0 Link
    Titel Contribution: Haus der Biodiversitaet, Zoo Herberstein
    Typ Participation in an open day or visit at my research institution
    Link Link
  • 0 Link
    Titel Organization of the yearly Theodor Escherich Symposium on Medical Microbiome Research
    Typ Participation in an activity, workshop or similar
    Link Link
  • 0 Link
    Titel Participation Lange Nacht der Forschung
    Typ Participation in an open day or visit at my research institution
    Link Link
  • 0 Link
    Titel Press release for Nature Communications publication
    Typ A press release, press conference or response to a media enquiry/interview
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  • 0 Link
    Titel Press release for Nature Microbiology publication
    Typ A press release, press conference or response to a media enquiry/interview
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    Titel WildMics Podcast
    Typ A broadcast e.g. TV/radio/film/podcast (other than news/press)
    Link Link
Wissenschaftliche Auszeichnungen
  • 2023
    Titel Keynote lecture, ECCMID, European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Copenhagen, Denmark
    Typ Personally asked as a key note speaker to a conference
    Bekanntheitsgrad Continental/International
  • 2023
    Titel Austrian Hygiene Award of the ÖGHMP
    Typ Research prize
    Bekanntheitsgrad National (any country)
  • 2022
    Titel Keynote lecture, 5th Luxembourg Microbiology Day
    Typ Personally asked as a key note speaker to a conference
    Bekanntheitsgrad Continental/International
  • 2022
    Titel Keynote lecture, Scientific Spring Meeting KNVM & NVMM; Arnhem, The Netherlands
    Typ Personally asked as a key note speaker to a conference
    Bekanntheitsgrad Continental/International
  • 2019
    Titel Austrian Hygiene Award of the ÖGHMP
    Typ Research prize
    Bekanntheitsgrad National (any country)
Weitere Förderungen
  • 2024
    Titel ARCTECH HORIZON-MSCA-2022-DN-01-01
    Typ Research grant (including intramural programme)
    Förderbeginn 2024
    Geldgeber European Commission
  • 2023
    Titel COE 7 Clusters of Excellence
    Typ Research grant (including intramural programme)
    Förderbeginn 2023
    Geldgeber Austrian Science Fund (FWF)

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