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Porträt Dr. Kubeil, Manja; FWOB

Dr. Manja Kubeil

Leiterin Strahlen­for­schung an biologischen System
Research Topic Group Leader
Marie Curie Alumna
m.kubeilAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2006

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Abteilung Strahlen­for­schung an biologischen Systemen

Schwerpunkt der Forschung in der Abteilung Biogeochemie ist das Verständnis der Wechselwirkung langlebiger Radionuklide mit Biosystemen. Dabei interessieren uns die verschiedenen Ebenen vom Biomolekül über einzelne Organismen bis hin zu komplexen Lebensgemeinschaften. Ziel ist es einerseits zu verstehen, welchen Einfluss biologische Systeme auf das Verhalten von Radionukliden in der Umwelt haben (Freisetzung, Mobilität und Bioverfügbarkeit). Andererseits erforschen wir die Effekte von Radionukliden auf den Stoffwechsel von Zellen und den ganzen Organismus (Aufnahme, Anreicherung, Chemo- und Radiotoxizität) und die daraus resultierenden Gefahren für uns Menschen.

Mit modernsten molekularbiologischen, spektroskopischen und mikroskopischen Methoden arbeiten wir in den Bereichen der Endlagerforschung zur Verbesserung der Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle und der Radioökologie zum Schutz von Mensch und Umwelt vor den Gefahren natürlich und künstlich freigesetzter Radionuklide.

Neben der Grundlagenforschung ist es unser Ziel, die gewonnenen Erkenntnisse zur Entwicklung innovativer Sanierungsverfahren und der Verbesserung von Modellen zur Beschreibung des Verhaltens von Radionukliden in der Umwelt einzusetzen.

Interesse an einer Mitarbeit?

Zur Unterstützung unserer Arbeiten suchen wir fortwährend Studenten (m/w/d) und Praktikanten (m/w/d) aus der Biologie, Chemie und den Umweltwissenschaften, die entweder ihre Abschlussarbeit bei uns machen oder einfach nur praktische Erfahrung sammeln wollen. Interessiert? Dann melde Dich gerne zur Klärung aller offenen Fragen.

Arbeitsgebiete

Arbeitsgebiete der Abteilung Biogeochemie am Institut für Ressourcenökologie ©Copyright: Dr. Matschiavelli, Nicole
  • Bestimmung der mikrobiellen Diversität in schwermetall- und radionuklid-kontaminiertem Wasser und Boden (u. a. aus Hinterlassenschaften des ehemaligen Uranbergbaus) sowie in Wirtsformationen von möglichen Standorten für Endlager radioaktiver Abfälle
  • Untersuchung der Wechselwirkung von mikrobiellen Referenzstämmen und Isolaten mit Radionukliden
  • Wechselwirkung von eukaryotischen Zellen mit Radionukliden, insbesondere mit Pflanzen, Pilzen, Schwämmen und Algen
  • Untersuchung der Wechselwirkung ausgewählter Bioliganden und Modellverbindungen mit Radionukliden
  • Charakterisierung von mikrobiellen Prozessen, die die Bedingungen einer tiefengeologischen Lagerung von hoch-radioaktivem Abfall beeinflussen können (z. B. Umwandlung von Bentonit als Barrierematerial)
  • Berechnung und Bestimmung der umweltrelevanten Metallspeziation
  • Überprüfung und Validierung von Transportmodellen
  • Charakterisierung von Partikeln in der Umwelt, die einen Einfluss auf den Transport von Radionukliden haben
  • Untersuchung der Transportprozesse von Radionukliden durch Partikel (einschließlich Mikroben) in natürlichen Wässern

Projekte

Eine Übersicht abgeschlossener Projekte finden Sie hier.

Neuste Publikation

Role of growth conditions and physicochemical factors controlling the removal and biomineralization of U(VI) by Stenotrophomonas bentonitica BII-R7

Pinel-Cabello, M.; Ruiz-Fresneda, M. A.; Sánchez-Castro, I.; Brinkmann, H.; Moll, H.; Cherkouk, A.; López-Fernández, M.; Merroun, M. L.

Abstract

In the last decades, U phosphate biomineralization-based bioremediation using U-resistant microbes has gained attention as a cost-effective and eco-friendly strategy. The present work assesses the influence of pH and physiological state of Stenotrophomonas bentonitica BII-R7 cells on U(VI) biomineralization under growing and non-growing conditions. The results showed that biomineralization was more effective in growing cells, removing up to 95 % of soluble U after 24 h, forming needle-shape accumulates in the cell surface and the extracellular media that avoid the entrance of U(VI) in the cells. High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) and time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy (TRLFS) analyses, along with the phosphatase activity detected under these conditions, suggested a two-stage process: first, a fast-passive biosorption of U(VI) to organic phosphate groups of the cell surface and secondly the biomineralization in form of U(VI)-phosphate precipitates by the activity of phosphatase enzymes. Furthermore, the pH seemed to influence the efficiency of the biomineralization, being more effective at pH 7 than 5.5, as it could affect the free functional groups available for biosorption. Therefore, the results highlight the key factors that need to be controlled for the long-term removal of U(VI) via biomineralization for bioremediation purposes.

Keywords: uranium; biomineralization; Stenotrophomonas; phosphatase activity; meta-autunite

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-40288

Mehr Publikationen

Team

Leitung

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Dr. Manja Kubeil801/P1272006
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Mitarbeiter

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Dr. Björn Drobot801/P3022978
b.drobotAthzdr.de

Tiefe Biosphäre

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Andrea Cherkouk801/P3562989
a.cherkoukAthzdr.de
Sindy Kluge801/P2193194
s.klugeAthzdr.de
Dr. Nicole Matschiavelli801/P3182759
n.matschiavelliAthzdr.de
Dr. Ting-Shyang Wei801/P3182759
t.weiAthzdr.de

Terrestische Mikrobiologie

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Dr. Susanne Sachs801/P2082436
s.sachsAthzdr.de
Rahel Bertheau801/P3543138
Dr. Alix Günther801/P2562433
2522
a.guentherAthzdr.de
Dr. Evelyn Krawczyk-Bärsch801/P2522076
e.krawczyk-baerschAthzdr.de
Antonio Newman Portelaa.newman-portelaAthzdr.de
Dr. Johannes Raff801/P3142951
j.raffAthzdr.de

Pflanzen und Rhizosphäre

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Johannes Raff801/P3142951
j.raffAthzdr.de
Raul Eduardo Linares Jimenez801/P1032457
r.linares-jimenezAthzdr.de
Julia Marie Mätzkow801/P3062860
j.maetzkowAthzdr.de
Dr. Henry Moll801/P2562433
2549
h.mollAthzdr.de
Dr. Susanne Sachs801/P2082436
s.sachsAthzdr.de
Jana Seibt801/P2193194
2510
j.seibtAthzdr.de

Spektroskopie und Speziation von f-Elementen

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Robin Steudtner801/P3172895
r.steudtnerAthzdr.de
Katrin Flemming801/P3092958
k.flemmingAthzdr.de
Max Klotzsche801/P3063241
m.klotzscheAthzdr.de
Lukas Waurick801/P3063241
l.waurickAthzdr.de