Das genetische Potenzial mariner Pilze erschließen

Seit dem 25. Februar 2026 arbeitet Prof. Dr. Xi Yu von der Shanghai Ocean University als Gastwissenschaftlerin am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. In der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Deniz Tasdemir verbindet sie Methoden der Mikrobiologie mit moderner Naturstoffchemie. „Wir kombinieren Erkenntnisse aus Genomik und Transkriptomik mit chemischen Analysen, um besser zu verstehen, welche Stoffe diese Organismen unter welchen Bedingungen produzieren“, erklärt Tasdemir. Dabei ergänzten sich Yus Fachwissen im Bereich der mikrobiellen Genomik und Tasdemirs Forschung in der Naturstoffchemie hervorragend.

Kleine Mikroben, große Möglichkeiten

Yu erforscht vor allem Pilze aus marinen Lebensräumen – insbesondere aus Tiefseeumgebungen. Diese Mikroorganismen gelten als bislang wenig erschlossene Quelle chemischer Vielfalt. Viele von ihnen produzieren chemische Verbindungen, mit denen sie sich gegen Konkurrenz oder Umweltstress behaupten. Genau diese Stoffe könnten künftig auch für Menschen nützlich werden, beispielsweise als Antibiotika oder Krebsmedikamente. Anders als viele Bakterien verfügen Pilze häufig über große Genome. Dadurch besitzen sie das Potenzial, zahlreiche unterschiedliche bioaktive Stoffe zu bilden – oft auch in vergleichsweise hohen Mengen.

„Wir wollen das chemische Potenzial der unsichtbaren Ressourcen des Ozeans erschließen“, sagt Yu.

Im Mittelpunkt der Forschung stehen sogenannte biosynthetische Gencluster – Gruppen von Genen, die gemeinsam an der Herstellung bestimmter Moleküle beteiligt sind. Mithilfe genetischer Analysen kann das Team vorhersagen, welche Stoffe ein Pilz vermutlich produziert. Anschließend untersuchen die Forschenden die Organismen chemisch, isolieren einzelne Verbindungen und analysieren deren Eigenschaften. So entsteht ein enger Austausch zwischen Biologie und Chemie: Die genetischen Daten weisen den Weg, die chemischen Analysen liefern den Nachweis.

Von China zur internationalen Forschung – und nun nach Kiel

Yu studierte Mikrobiologie in China und promovierte an der Nankai-Universität. Teile ihrer Ausbildung absolvierte sie an der Yale University (USA). Anschließend arbeitete sie als Postdoktorandin am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Dort untersuchte sie, wie sogenannte Sekundärmetaboliten die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Organismengruppen beeinflussen. Heute ist sie Professorin an der Shanghai Ocean University sowie stellvertretende Dekanin der Fakultät für Ozeanographie und Ökologie. Außerdem leitet sie dort das Forschungszentrum „Deep Ocean Microbiomes and Ecosystems“ (DOME).

Neben Tasdemirs Expertise in der marinen Naturstoffchemie habe sie besonders das internationale Renommee und die Exzellenz des GEOMAR angezogen, sagt Yu. „Wir hoffen, dass dieser Austausch der Beginn einer langfristigen Zusammenarbeit ist, um den Ozean besser zu verstehen.“

Die Zukunft der marinen Naturstoffforschung

Die Zusammenarbeit zwischen Prof. Dr. Yu und Prof. Dr. Tasdemir weist letztlich auf eine viel umfassendere Vision für die Zukunft der marinen Biotechnologieforschung am GEOMAR hin. Anstatt empfindliche Meeresorganismen zu ernten und zu zerstören, bietet die Konzentration auf Mikroben die Möglichkeit, das biochemische Potenzial des Ozeans zu erschließen, ohne das Ökosystem zu schädigen. Gleichzeitig macht diese Forschung deutlich, wie viel noch unbekannt ist: Marine Mikroorganismen biosynthetisieren eine riesige, weitgehend unerforschte „Bibliothek“ von Verbindungen, die eng mit der Gesundheit der Ozeane und globalen Umweltveränderungen verflochten ist. Der Schutz dieser unsichtbaren Biodiversität ist nicht von der Entdeckung zu trennen – er ist eine Voraussetzung dafür.

„Es geht nicht nur darum, neue Medikamente oder Agrochemikalien zu entdecken“, sagt Tasdemir. „Wir müssen auch die mikrobiellen Lebensgemeinschaften im Ozean schützen, damit wir ihr Potenzial für die Entdeckung neuer Medikamente erforschen können. Sie sind entscheidend für viele Prozesse im Erdsystem – und viele von ihnen verschwinden möglicherweise, bevor wir sie überhaupt kennen.“ Gastprofessorin Xi Yu fügt hinzu: „Dies spiegelt auch das Kernziel von DOME wider, gelesen als: ‚Der empfindliche Ozean ist der Menschheit Eden‘.“