Mikrobiologie & Genomics Labor

In unserem fachgebietseigenen Mikrobiologie & Genomics Labor verfügen wir über eine hochmoderne technische Ausstattung, die uns ein großes Repertoire an mikro- und molekularbiologischen Analysen ermöglicht. Egal ob Sequenzierung, PCR-basierte Methoden, Laser-Scanning-Mikroskopie oder "klassische" kulturbasierte Mikrobiologie: Wir haben nicht nur das Know-How, sondern auch die richtige Ausrüstung, um die unterschiedlichsten Forschungsfragen zu beantworten.

Ion Torrent:

  • Ion GeneStudio S5 Prime (mit automatisierter Sequencing Preparation mittels Ion Chef-System)
  • Genexus System

Bei der Short-read Sequenzierung werden kurze DNA-Fragmente, in der Regel im Größenbereich zwischen 50 und 300 Basen, sequenziert. Diese Methode wird sowohl im Bereich der Whole-Genome-Sequenzierung, als auch für die Sequenzierung bestimmter Zielregionen im Genom eingesetzt. In unserem Labor setzen wir auf das Verfahren der Halbleitersequenzierung (Ion Torrent).

Vorbereitung zur automatisierten Sequencing Preparation

Sequenzierung mittels Ion Torrent Halbleitertechnologie

Automatisierter Sequencing Workflow durch Genexus System

Nanopore Sequenzierung:

  • GridION
  • MinION

Sanger Sequenzierung:

  • SeqStudio

Bei der Long-read Sequenzierung können deutlich längere DNA-Fragmente gegenüber der Short-read Sequenzierung sequenziert werden. Dies kann beispielsweise bei der Detektion von komplexeren strukturellen genetischen Varianten einen Vorteil darstellen. Mit dem Verfahren der Nanopore Sequenzierung können DNA-Stränge mit einer Länge von mehreren Hundert Kilobasen sequenziert werden. Sanger Sequenzierung gilt als Goldstandard der Sequenzierungstechniken und ermöglicht eine hohe Genauigkeit besonders bei der Bestimmung einzelner Basenpaare und Mutationen.

Long-read Sequenzierung mittels Nanopore GridION
Long-read Sequenzierung mittels Nanopore GridION

Polymerasekettenreaktion (PCR):

  • ProFlex PCR

Quantitative PCR (qPCR):

  • QuantStudio 3 Real-time PCR
  • QuantStudio 7 Pro Real-time PCR

Digitale PCR (dPCR):

  • QuantStudio 3D Digital PCR
  • QuantStudio Absolute Q Digital PCR

Aus unserm Laboralltag nicht wegzudenken und spätestens seit SARS-CoV-2 in der breiten Bevölkerung bekannt: Die Polymerasekettenreaktion, kurz PCR. Die Vervielfältigung bestimmter DNA-Zielsequenzen ist unter anderem notwendig für die anschließende Sequenzierung dieser.

Durchführung der digitalen PCR mit dem QuantStudio Absolute Q
Durchführung der digitalen PCR mit dem QuantStudio Absolute Q

Mittels qPCR können eine oder wahlweise mehrere Zielsequenzen vervielfältigt und deren Konzentration via Fluoreszensmessung quantifiziert werden. Als besondere Form der quantitativen PCR führen wir die digitale PCR durch: Diese ermöglicht eine hohe Genauigkeit durch absolute Quantifizierung.

Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop (CLSM):

  • Leica Stellaris 5

Bioreaktoren:

  • BioFlo 120

Durchflusszytometrie:

  • CytoFLEX

Multimode-Mikroplatten-Reader:

  • TECAN spark

Inkubator

Neben der Vielzahl an molekularbiologischen Methoden führen wir auch „klassische“ mikrobiologische Methoden durch. Hierzu zählen unter anderem die Gewinnung von Reinkulturen aus Umweltproben, Wachstumsversuche von Kulturen, z.B. unter dem Einfluss von Antiobiotika oder die Bestimmung der Zellzahl mittels Durchflusszytometrie.

Unsere Bioreaktoren erlauben uns die Durchführung verschiedenster Fermentationsversuche, sowohl als Batch, Fed-Batch oder kontinuierlichem Prozess.

Einer unserer beiden BioFlo Bioreaktoren
Einer unserer beiden BioFlo Bioreaktoren

Durchführung eines Hemmhof-Tests

Agar-Platte mit unterschiedlichen Bakterienkolonien

Angeimpftes Nährmedium für Wachstumsversuche

Automatisierte Hochdurchsatz-Extraktion:

  • KingFisher DuoPrime
  • KingFisher APEX

Kryostat:

  • Leica CM3050 S Kryostat

verschiedene Zentrifugen

Ultrazentrifuge

Probenvorbereitung

Verschiedene Fragestellungen benötigen individuelle Probeaufbereitungs-Techniken: Wir verfügen über eine Vielzahl von Zentrifugen zur Aufkonzentration von Proben sowie einer Ultrazentrifuge zur Partikeltrennung. Für eine effiziente Extraktion von DNA und RNA stehen mehrere Hochdurchsatz-Extraktionsgeräte bereit. Unser Kryostat erlaubt uns die Anfertigung von Dünnschnitten, beispielsweise zur Untersuchung von Biofilmen.

Eine unserer vielen Zentrifugen

Vorbereitung von Belebtschlammproben zur Extraktion

Aufkonzentrierung von Proben durch Zentrifugieren

Automatisierte Liquid-Handling Systeme:

  • Hamilton ML Prep
  • Hamilton MicroLab STAR

Automatisiertes Liquid-Handling

Unsere beiden automatisierten Liquid Handling Systeme unterstützen unsere Arbeit gleich in zweierlei Hinsicht: Die deutliche Zeitersparnis ermöglicht uns einen höheren Probendurchsatz bei gleichzeitig hoher Präzision.

Hamilton MicroLab STAR von außen...

... und von innen

Unser "kleiner" Helfer: Hamilton ML Prep

DNA-Größenselektion:

  • BluePippin Instrument

Automatisierte Elektrophorese:

  • 4150 TapeStation System

Gelektrophorese

Fluorometrische Nukleinsäurequantifizierung:

  • Qubit Flex Fluorometer

Neben der klassischen Gelelektrophorese zur Größenbestimmung von DNA-Fragmenten besitzen wir in unserem Labor die Möglichkeit zur Durchführung einer automatisierten Elektrophorese. Diese ermöglicht uns sowohl die Größen- als auch Konzentrationsbestimmung von DNA und RNA innerhalb weniger Minuten. Durch die Größenselektion können wir DNA-Fragmente entsprechend für die nachfolgenden Analyseverfahren auswählen.

Automatisierte Elektrophorese
Automatisierte Elektrophorese

Inkubator

Sterilbank

Autoklav

Unser Labor besitzt selbstverständlich sämtliches nötiges Equipment um mikro- und molekularbiologische Arbeiten sicher durchzuführen und qualitativ hochwertige Ergebnisse zu generieren: Sterilbänke, zum sicheren und kontaminationsfreien Arbeiten, einem Autoklaven zur Sterilisation von Verbrauchs- und Arbeitsmaterial und Flüssigmedium, sowie Ultratiefkühlgeräte zur sicheren Lagerung von Proben, DNA und RNA.

Probenlagerung bei bis zu -85°C im Ultratiefkühlschrank

Sichere Lagerung von Proben, DNA und RNA auch über längere Zeiträume

Unsere Sterilbänke ermöglichen kontaminationsfreis Arbeiten