Analyse großer Datenmengen in den Lebenswissenschaften Summer School vernetzt junge Forschende mit Begeisterung für Pflanzen-Mikroben-Interaktion in Braunschweig

Angeregt durch ein Symposium zur Pflanzen-Mikroben-Interaktion im letzten Jahr (Microbial Interactions in the Phytosphere) fand am Institut für Pflanzenbiologie der TU Braunschweig eine Summer School mit dem Thema „Big Data Analytics for Life Scientists“ statt. Auf dem von Prof. Dr. Andre Fleißner (TU Braunschweig) und Prof. Dr. Bernard Slippers (FABI, Univeristät Pretoria, Südafrika) organisierten Symposium tauschten sich neben Gästen aus Südafrika, Spanien und Hamburg insbesondere Forschende lokaler Forschungseinrichtungen wie der TU Braunschweig, dem Julius-Kühn-Institut, der DSMZ und dem HZI über die Funktion und Rolle pflanzenassoziierter Mikrobiome aus. Die von Prof. Dr. Boas Pucker durchgeführte Summer School war eine der ersten Aktivitäten, die sich aus dem Symposium ergaben. Innerhalb einer Woche haben Promovierende aus den verschiedenen Forschungseinrichtungen in Braunschweig grundlegende Fähigkeiten in Genomik, Transkriptomik und angewandter Bioinformatik erworben. Außerdem haben sie Strategien erlernt, wie sie sich zukünftig selbstständig die Installation und Verwendung neuer bioinformatischer Tools aneignen können.

Prof. Boas Pucker erklärt Anne Oostlander den nächsten Arbeitsschritt. Bildnachweis: Sofie Friedrich/TU Braunschweig

„Die effiziente Analyse großer Datenmengen gewinnt in allen Bereichen der Lebenswissenschaften an Bedeutung. Während meiner Arbeit mit mikrobiellen Wirkstoffen war es für mich sehr wichtig, meine Kompetenzen im Umgang mit ‚Big Data‘ zu verbessern“, sagt Esteban Charria Girón vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI). Nach der Vermittlung theoretischer Grundlagen zu verschiedenen Aspekten der Datenanalyse haben die Promovierenden selbstständig Aufgaben mit pflanzlichen, pilzlichen, bakteriellen oder viralen Datensätzen bearbeitet. Die Durchführung war aufgrund der exzellenten Unterstützung durch das deutsche Netzwerk für Bioinformatik Infrastruktur (de.NBI) möglich.

Steffen Carl (Umweltbundesamt/Leibniz Institut DSMZ) ergänzte: „Die Summer School bot mit Vorlesungen zu den theoretischen Grundlagen und dem großen praktischen Anteil in Kleingruppen ein sehr gutes Rundumpaket zur Durchführung und Analyse von -omics-Strategien, welche auch bei der Untersuchung adverser Effekte von Umweltchemikalien auf mikrobielle Gemeinschaften zunehmend Verwendung finden. Der Kurs behandelte alle Schritte von der Planung solcher Studien über die Bearbeitung großer Datenmengen mit modernen bioinformatischen Methoden bis hin zur Darstellung und Publikation der Ergebnisse. Insgesamt eine sehr gelungene Weiterbildung.“

„Die präsentierten Methoden haben mich auf Ideen für neue Analysen gebracht, die ich mit meinen bereits erhobenen Daten durchführen werde“, sagt Sofie Friedrich (TU Braunschweig).

Nachhaltiger Austausch zwischen Forschungseinrichtungen

„Diese Veranstaltung war eine tolle Gelegenheit, um andere Promovierende mit ähnlichen Interessen kennenzulernen“, sagt Mareike Rohde vom Julius-Kühn-Institut (JKI). In den Pausen zwischen Vorlesungen im Laufe des Vormittags, in der Mittagspause und auch während der praktischen Übungen im Team ergaben sich viele Gelegenheiten zum wissenschaftlichen Austausch. Die Vernetzung der Promovierenden am Standort Braunschweig ermöglicht einen nachhaltigen Austausch zwischen den Forschungseinrichtungen.

Diese Summer School stellt einen weiteren Schritt zu einem gemeinsamen Forschungsverbund dar. Prof. Dr. Boas Pucker hat das Programm speziell auf die Interessen von jungen Forschenden im Bereich der Interaktion von Pflanzen und Mikroben ausgerichtet, um eine Grundlage für zukünftige Zusammenarbeiten zu schaffen.

Analyse großer Datenmengen bei Untersuchung der Baumgesundheit

„In Kooperation mit der Universität von Pretoria in Südafrika und mehreren Arbeitsgruppen in Braunschweig haben wir kürzlich ein Projekt zur Erforschung der Rolle von baumassoziierten Pilzen für die Gesundheit und Widerstandsfähigkeit von Wäldern entwickelt. Auswirkungen des Klimawandels auf die Interaktionen zwischen Bäumen und ihren Mykobiomen sind noch nicht gut verstanden, obwohl schon jetzt klar ist, dass sie eine dramatische Rolle für die Widerstandsfähigkeit der Wälder spielen können. Die Analyse von großen Datensätzen wird für das Projekt essentiell sein“, erläutert Anne Oostlander (TU Braunschweig). „Ich bin stolz, Teil dieser Initiative zu sein und hoffe, dass unsere Arbeit zu einer nachhaltigeren Forstwirtschaft beitragen kann. Das internationale Feedback, das wir bisher erhalten haben, ist sehr ermutigend.“

Symposium geplant für 2024

Im Nachgang zur Summer School „Big Data Analytics for Life Scientists“ ist geplant, die Zusammenarbeit der Braunschweiger Arbeitsgruppen durch weitere Symposien und Summer Schools rund um das Thema Pflanzen-Mikroben-Interaktion zu stärken. Das Symposium 2023 versammelte bereits Forschende, um die Rolle pflanzenassoziierter Mikrobiome und deren Bedeutung für die Land- und Forstwirtschaft angesichts des Klimawandels zu diskutieren. Für dieses Jahr ist eine Wiederholung geplant, womit sich Braunschweig als vielversprechender Standort für die Erforschung mikrobieller Interaktionen in der Phyllosphäre zeigt.

Text: Lina-Marie Strzelczyk, Anne Geertje Oostlander und Sofie Friedrich