Onderzoek naar microbiële interactie netwerken van heterotrofe bacteriën in rivierwater

Rivieren representeren aquatische ecosystemen die het meest te lijden hebben van menselijke activiteiten, door de regelmatige en belangrijke blootstelling aan de massale invoer van organisch materiaal en chemisch vervuilende stoffen. Bacteriën spelen een belangrijke rol in de “zelf-reinigende” functie van rivieren door hun actie van mineralizatie van organisch materiaal en koolstof export uit de atmosfeer, verder kunnen ze een belangrijke trofische link vormen doordat ze zich in de bodem van de voedselketen bevinden. Hoewel, de tot op heden uitgevoerde onderzoeken focussen alleen op de ecologische karakterisatie van rivierwater op een bepaalde tijd t (veldstudies) of zijn gelimiteerd tot een klein aantal soorten (labstudies). In beide gevallen leiden ze niet tot een goed begrip van de intrinsieke functie van het microbioom (de rol van elke soort en hoe ze met elkaar interageren). Het doel van deze thesis is daarom om de microbiële interacties te bestuderen in een vereenvoudigd model gemeenschap (heterotrofe bacteriën uit rivierwater) en de manier waarop het netwerk zichzelf opbouwt volgens de (a)biotische parameters van de omgeving. Om dit te doen, gebruiken we een experimenteel apparaat dat ons in staat stelt om 20 bacteriële strains te incuberen in kunstmatig rivierwater. Het thesis project bestaat uit 3 fases: (i) de manier bestuderen waarop de gemeenschap zichzelf opbouwt zonder verstoringen en de topologie van de interactienetwerken bepalen, met behulp van wiskundige methodes; (ii) valideren van vooraf voorspelde interacties door het creëren van co-culturen met strain paren of het elimineren van de meest geconnecteerde strains uit de omgeving; (iii) observeren van de manier waarop de gemeenschap reageert op verstoringen van de omgeving, toegepast in een punctuele en random manier. Op het eind van het project hopen we in staat te zijn het gedrag van de gemeenschap te voorspellen aan de hand van omgevingsfactoren.