| In dieser Arbeit wurde das Mikrobiom von zwei verschiedenen abgeschotteten Innenräumen untersucht: Die Internationale Raumstation (ISS) und Reinräume mit Raumfahrtbezug auf der Erde (SACR). Die ISS wird ständig von einer menschlichen Besatzung und begleitenden Mikroorganismen bewohnt und besitzt eine Reihe einzigartiger Umweltfaktoren, wie z.B Mikrogravitation und eine höhere Hintergrundstrahlung als auf der Erde. SACR sind Innenräume die möglichst frei von luftgetragenen Partikeln gehalten werden. Diese beiden begrenzten Innenräumen werden regelmäßig intensiv gewartet. Oberflächenreinigung und Luftumwälzung durch hocheffiziente Feinstaubfilter, sowie eine daraus resultierende sehr geringe Menge an verfügbaren Nährstoffen und geringe Wasseraktivität machen es sehr schwer für Mikroben, darin zu überleben. Proben aus beiden Innenräumen wurden mittels mikrobieller Amplikonsequenzierung und verschiedenen Kultivierungsansätzen, gefolgt von physiologischen und Antiobiotikaresistenz-tests, untersucht. Ausgewählte mikrobielle Isolate von der ISS wurden zusätzlich zusammen mit ISS-relevanten Materialien inkubiert und Genom-sequenziert. Diese Experimente wurden mit dem Ziel durchgeführt, folgende Fragen zu beantworten: I) Ist es möglich Archäen und extremophile (oder extremotolerante) Mikroorganismen auf der ISS nachzuweisen und/oder zu kultivieren? II) Passen sich Mikroben den Umweltbedingungen auf der ISS and und falls ja, in welchem Ausmaß? III) Sind Isolate von der ISS allgemein resistenter als terrestrische Vertreter der gleichen Spezies und sind diese Resistenzen auf Genomebene nachweisbar? IV) Verändert sich die mikrobielle Diversität des ISS Innenraums über Zeit und/oder ist diese an verschiedenen Orten unterschiedlich? V) Gibt es Unterschiede oder Gemeinsamkeiten bezüglich der mikrobiellen Diversität auf der ISS und in SACR und in welchem Ausmaß? VI) Können Mikroben, die im Rahmen dieser Studie isoliert wurden, einen Biofilm auf ISS relevanten Materialien bilden und/oder diese Materialien beschädigen?
Im Rahmen dieser Studie wurde die molekular nachweisbare und kultivierbare mikrobielle Diversität der ISS, inklusive Archäen und extremophiler/toleranter Bakterien, erfasst. Es konnte eine mikrobielle Kern-Gemeinschaft identifiziert werden, welche über Jahre stabil auf der ISS vorkam. Die mikrobielle Diversität auf der ISS hatte jedoch nur zu einem geringen Teil Überschneidungen mit der mikrobiellen Diversität in SACR. Die Umweltbedingungen auf der ISS begünstigen zwar offensichtlich mikrobielle Überlebens- und Anpassungskünstler, aber diese Mikroben waren nicht mehr oder weniger resistent als terrestrische nahverwandte Vertreter ihrer Spezies. Einige der ISS Isolate wiesen hohe Antibiotikaresistenzen auf, aber auch diese waren nicht höher als von vergleichbaren terrestrischen Mikroben. Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass einige ISS Isolate sich an ISS relevante Materialien anheften konnten. Die hier präsentierten Daten erregen keinen Grund zur Besorgnis bezüglich einer gesundheitlichen Gefährdung der Besatzung, aber sie weisen auf eine mögliche Bedrohung der Integrität von ISS relevanten Materialien in feuchtem Milieu hin. In dieser Arbeit wurden neue Erkenntnisse über das ISS Mikrobiom gewonnen, vor allem mit Bezug auf das Vorkommen von Archäen und extremophilen/toleranten Mikroben in diesem abgeschotteten Innenraum. Es konnte eine hohe Diversität an Mikroben kultiviert werden, inklusive einer Reihe von Arten welche zuvor noch nie von Proben aus diesem Lebensraum kultiviert wurden. Außerdem wurden Sequenzdaten erfasst welche Informationen über die räumliche Verteilung und zeitliche Veränderung der mikrobiellen Diversität auf der ISS liefern. Diese Ergebnisse bilden eine Basis für weiterführende Experimente und werden dazu beitragen einen Plan zu erstellen um potentielle mikrobielle Gefahren in zukünftigen Raumfahrtsmissionen längerer Dauer zu vermeiden.
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