| Obwohl neue Technologien die Kultivierung einer Vielzahl von Mikroorganismen ermöglicht haben, lässt sich der Großteil der Mikroorganismen nicht in Laboren züchten. Dank kultivierungsunabhängigen Methoden, die sich neuer Sequenzierungsmethoden bemächtigen, kann man erste Einblicke in diese unbekannten Mikroökosysteme gewinnen. Diese Dissertation beschreibt eine 16S rRNA Amplikon basierte klinische Studie, die den Einfluss von oral verabreichtem Vitamin D3 auf die mukosale Darmflora des Menschen untersucht und eine funktionelle Metagenomstudie mit speziellem Fokus auf Pathogene und deren Virulenzfaktoren in NASA Reinräumen, die dem Zusammenbau von Raumfahrzeugen dienen.
Vitamin D wirkt sich erwiesenermaßen positiv auf die menschliche Gesundheit aus. Die Auswirkungen von Vitamin D auf die Darmflora blieben jedoch bis dato unerforscht. Im Rahmen einer Interventionsstudie wurden 16 gesunde Freiwillige (7 Frauen, 9 Männer) vor und nach einer 8-wöchigen Vitamin D Kur endoskopiert um Veränderungen der Darnflora in 7 verschiedenen Regionen des Verdauungstraktes und Stuhl zu untersuchen. Wir sahen signifikante Veränderungen im oberen, jedoch keine Bedeutenden im unteren Verdauungstrakt oder Stuhl. Im oberen Verdauungstrakt konnten wir eine signifikante Reduktion von Gammaproteobakterien, wie z. B. Pseudomonas spp. and Escherichia/Shigella spp. und eine Zunahme in der bakteriellen Diversität beobachten. Der Darmflora modulierende Effekt von Vitamin D könnten zum Teil für den positiven Einfluss von Vitamin D mitverantwortlich sein. Die Tatsache, dass sich die Veränderung auf den oberen Verdauungstrakt begrenzt hielten zeigt, dass externe Faktoren einen ausschließlich regionsspezifischen Effekt haben können, was bei zukünftigen klinischen Studien berücksichtigt werden sollte.
Um andere Himmelskörper nicht mit terrestrischen Mikroorganismen zu kontaminieren, werden Raumfahrzeuge in speziellen Reinräumen, die strengen Reinigungs- und Dekontaminierungskriterien entsprechen müssen zusammengebaut und getestet. Wir untersuchten ob diese Sicherheitsmaßnahmen zur Anreicherung von hartnäckigen Mikroorganismen, wie z. B. Pathogene führen. Proben wurden von drei geographisch getrennten Reinräumen während der Assemblierung von DAWN, Phoenix und Mars Science Laboratory (MSL), bei denen es sich um NASA Raumfahrzeuge handelt, gesammelt. Zusätzliche Proben vor und nach der Assemblierung von Phoenix wurden ebenfalls gesammelt. Alle Proben wurden auf einer HiSeq 2500 Plattform schrotschusssequenziert. Proben die während dem Zusammenbau von Raumschiffen genommen wurden, waren sich trotz geographischer Trennung ähnlich in ihrer mikrobiellen Zusammensetzung und bestanden hauptsachlich aus Acinetobacter spp. Alle Proben enthielten Pathogene und Virulenzfaktoren. Obwohl der relative Anteil an Pathogenen während dem Zusammenbau niedriger war, konnten wir eine Akkumulation von Virulenzfaktoren im Vergleich zum Vor- und Nachher feststellen. Die verringerte phylogenetische und pathogene Diversität während des Raumfahrzeugzusammenbaus bestätigt dass die Dekontaminations- und Vorsichtsmaßnahmen effektiv und gut implementiert sind. Vier potentielle Pathogene, Acinetobacter baumannii, Acinetobacter lwoffii, Escherichia coli und Legionella pneumophila, und ihre dazugehörigen Virulenzfaktoren wurden in allen Proben gefunden. Die Ergebnisse dieser Studie könnten sich für andere geschlossene Räume wie Schulen, Krankenhäuser oder sogar der Internationalen Raumstation als nützlich erweisen.
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