Die Darmmikrobiota beherbergt eine immense Vielfalt an Bakteriophagen (Phagen), die bakterielle Gemeinschaften und somit die Physiologie des Wirts beeinflussen. Obwohl Phagen eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung des mikrobiellen Gleichgewichts spielen, sind die Mechanismen, die ihre langfristige Koexistenz mit bakteriellen Wirten im Darm ermöglichen, noch weitgehend unbekannt. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Aufdeckung der ökologischen und molekularen Prinzipien, die stabile Phagen-Bakterien-Interaktionen regeln, mit dem Ziel, ihre Rolle bei der Homöostase und Resilienz des Mikrobioms zu beleuchten. Dieses Wissen könnte zukünftige Anwendungen in der Mikrobiom-Modulation und Phagentherapie unterstützen.

Um besser zu verstehen, wie Phagen mit ihren bakteriellen Wirten interagieren, entwickeln und modifizieren wir die bestehenden rechnergestützten Pipelines, um Phagengenome zusammen mit ihren Wirtsgenomen zu untersuchen. Mit Hilfe einer Vielzahl von Bioinformatik-Tools analysieren wir neu entdeckte Phagengenome aus unseren Experimenten und vergleichen sie mit gut charakterisierten Referenzgenomen. Auf diese Weise können wir neue Genfunktionen identifizieren, einzigartige Genomarchitekturen erforschen und evolutionäre Beziehungen zwischen verschiedenen Phagenpopulationen aufdecken. Durch die gemeinsame Untersuchung von Phagen- und Wirtsgenomen gewinnen wir Einblicke, wie sich Phagen an ihre Wirte anpassen, genetisches Material austauschen und die Dynamik mikrobieller Gemeinschaften beeinflussen. Vergleichende Analysen helfen dabei, Muster der Wirtsspezifität, der Genom-Modularität und der molekularen Mechanismen aufzudecken, die eine langfristige Koexistenz ermöglichen. Diese Erkenntnisse verbessern unser Verständnis der ökologischen und evolutionären Rolle von Phagen im Darmmikrobiom und unterstützen zukünftige Strategien für eine gezielte Modulation des Mikrobioms und die Phagentherapie.