Das MOMOBIO-Projekt detaillierte zumeist ‚omiks‘-basierte Datensätze erarbeiten und ökologische Modelle entwickeln, um die städtische Mikrobiota und Veränderungen in ihrer Biodiversität und ihrem Resistenzprofil entlang der Abwasserströme der Hansestadt Hamburg sowie der urbanen Oberflächengewässer kontinuierlich zu beobachten und vorherzusagen. Unser Hauptziel ist es, Veränderungen in der mikrobiellen Biodiversität als indirektes Maß für die Gesundheit von Menschen und Tier zu nutzen (One Health Konzept).

Das MOMOBIO-2 Verbundprojekt wird in enger Zusammenarbeit mit allen relevanten Partnern in Bezug auf (Ab)Wasserströme in der Hansestadt durchgeführt. Daran beteiligt sind das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE), dem lokalen Wasserversorger HAMBURG WASSER (HW), unabhängige Forschungsteams der Universität Hamburg (UHH), das Institut für Hygiene und Umwelt der FHH (HU) sowie Life Science Nord (LSN) In einer Kooperation werden relevante Daten der großangelegten Hamburg Health City Studie (HCHS) implementiert.

Die im Projekt gewonnenen Daten und die neu entwickelten Modelle sollen es den Entscheidungsträgern in Politik und Wirtschaft erleichtern, geeignete Maßnahmen zur Erhaltung der Wasserqualität zu ergreifen und damit zur Gesundheit von Mensch und Tier beizutragen.

Entlang des Wasserkreislaufs der Stadt Hamburg werden an mehreren Probenahmestellen Oberflächenwässer eben sowie wie Abwässer gewonnen. Aus den Proben wird DNA oder RNA extrahiert und diese sequenziert, um Metagenom- und Transkriptomdaten zu erhalten. Die mikrobielle Diversität kann auf diese Weise bestimmt und ein Einblick in die Ausbreitung bakterieller Resistenzmechanismen gewonnen werden.

Die erhaltenen Sequenzdaten auf das Vorhandensein und die Häufigkeit der folgenden Gene untersuchen: Antibiotikaresistenz, Antibiotikabiosynthese, Plastikabbaugene (PET, PA, PUR), wichtige Pathogenitätsfaktoren, virale (Phagen) Genome und Xenobiotikastoffwechsel. Zur Identifizierung der oben genannten Zielgene werden etablierte Hidden-Markov-Suchen (HMM) durchgeführt. Die Daten werden Informationen über die Ausbreitung von Krankheitserregern und negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit liefern.

Das Hauptziel von MOMOBIO ist es, zunächst die Veränderungen der Artenvielfalt in den Bakterienpopulationen über den Weg des Abwassers in die Oberflächengewässer und die in und an den Gewässern der Stadt Hamburg lebenden Tiere sowie die Auswirkungen auf die Gesundheit der Hamburger Bürger zu untersuchen. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Auswirkungen des Vorkommens und der Verbreitung von Antibiotika- und Biozidresistenzgenen aus verschiedenen Abwassereinleitern im gesamten Stadtgebit auf die räumliche Verteilung dieser genetischen Elemente in mikrobiellen Gemeinschaften entlang des gesamten Wasserkreislaufs gelegt.

Im Rahmen des Verbundprojekts werden Modelle für die Vorhersage von Veränderungen der Wasserqualität und der mikrobiologischen Vielfalt auf der Grundlage der regelmäßig gesammelten Daten entwickelt und Instrumente und Leitlinien für Politiker und Entscheidungsträger zur Verbesserung und Erhaltung der biologischen Vielfalt und der Gewässer entwickelt.

Auf der Grundlage der großen Metagenomiks-Datensätze werden wir Vorhersagen treffen und Modelle für die Gesundheit von Mensch und Tier erstellen, die an der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen, aber auch dem mikrobiellen Abbau von Xenobiotika und Mikroplastik (z. B. PET) in der Hamburger Metropolregion beteiligt sind. Auf diese Weise erhalten wir einen sehr tiefen und kontinuierlichen Einblick in die Bewegungen und die Ausbreitung von pathogenen und nicht-pathogenen Mikroorganismen, Mikroplastik und anderen Parametern in den Gewässern der Stadt Hamburg und erfahren, wie sie sich auf die Biodiversität auswirken.