Sulfolobus acidocaldarius ist ein gut charakterisiertes, thermoazidophiles und obligat aerobes Crenarchaeon mit optimalen Wachstumsbedingungen bei 78°C und einem pH 2-3. Zudem ist dieser Organismus genetisch manipulierbar. Mit diesen Eigenschaften birgt S. acidocaldarius daher ein großes Potenzial für biotechnologische Anwendungen als alternativen Produktionsstamm für Massen-und Feinchemikalien, Lösemittel und Biotreibstoffe der zweiten Generation, welche oft toxisch für die Zellen sind. Biofilme, die vorwiegende Lebensweise von Mikroorganismen, besitzen eine erhöhte Widerstandsfähigkeit bei Lösemittelexposition und erzielen dadurch ein steigendes Forschungsinteresse für biotechnologische Anwendungen. Obwohl bekannt ist, dass S. acidocaldarius Biofilme bildet, ist die Entwicklung geeigneter Inkubationssysteme noch am Anfang und der Einfluss von organischen Lösemitteln auf S. acidocaldarius ist kaum untersucht. In dieser Arbeit wurden erfolgreich Inkubationssysteme für die Kultivierung von Unterwasser-Biofilmen von S. acidocaldarius auf Glas- und Polystyrol-Oberflächen in Mikrotiterplatten, μ- und Petri-Schalen sowie Durchflusssysteme entwickelt und optimiert. Die neu entwickelten Methoden ermöglichten sodann detaillierte mikroskopische Untersuchungen und erzeugten ausreichende Mengen an Biofilmen für die Isolation und Analyse von extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) sowie der Anwendung verschiedener „Omics“-Methoden. Die Untersuchungen wurden in An- und Abwesenheit organischer Lösemittel durchgeführt mit Hauptaugenmerk auf 1-Butanol. Die Resultate wurden mit Schüttelkulturen verglichen. In Schüttelkulturen (Erlenmeyer-Kolben) erzeugte S. acidocaldarius Biofilme an der Flüssigkeit/Glas/Luft Zwischenphase als (Stress-)Antwort auf Lösemittelkonzentrationen unterhalb der Wachstumsinhibition. Im Einklang zu den Schüttelkulturen war bei der statischen Inkubation in 96-well-Mikrotiterplatten eine Tendenz zur erhöhten Biofilmbildung in subletalen 1-Butanol Konzentrationen (<1.5%) sichtbar. Durch die Verwendung eines adaptierten Resazurin Versuchs, welcher die Atmungskettenaktivität der Zellen nachweist, wurde die Viabilität der Zellen durch Farbänderungen nachgewiesen. Weiterhin wurde in statischen Inkubationssystemen, z. B. auf Glasplättchen, durch Kristallviolettfärbung und Lichtmikroskopie gezeigt, dass S. acidocaldarius Biofilme bildete, dessen Zellen gleichmäßig verteilt waren. In Anwesenheit von Lösemitteln sahen die Biofilme durch erhöhte Kristallviolettbildung dicker aus und zeigten eine veränderte, ungleichmäßige Zellverteilung und eine Bildung von Aggregaten. Zusätzlich wurden die Biofilme mit Elektronenmikroskopie untersucht, wobei bei der Exposition mit 1,5% (v/v) 1-Butanol die aggregierten Zellen mit extrazellulärem Material, wahrscheinlich EPS, umgeben waren. Zudem wurde eine, im Vergleich zu den Kontrollen, veränderte Zellmorphologie beobachtet, die sich durch Löchern auf der Zelloberfläche zeigte. Bei der Inkubation mit 1% (v/v) 1-Butanol wurden durch Rasterkraftmikroskopie nur wenig Änderungen des Biofilms und keine Änderungen der Zellen beobachtet. Die Lektinbindung und konfokale Laserrastermikroskopie von Unterwasserbiofilmen zeigte eine erhöhte Anzahl an Kohlenhydratstrukturen, vorwiegend α-Mannosyl- und α-Glukopyrannosyl-Resten. Die erhöhte EPS-Bildung wurde ebenfalls durch EPS-Isolation und Quantifizierung durch Farbtests gezeigt, wobei ein 5-facher Anstieg von Kohlenhydraten in der EPS gemessen wurde. Da die Anzahl an Proteinen, im Vergleich zur Kontrolle ohne 1-Butanol-Exposition, sogar 19-fach erhöht war, zeigte sich, dass die EPS-Bildung in Biofilmen bei der Anwesenheit toxischer Lösemittelkonzentrationen signifikant erhöht ist. Neben dem Einfluss von 1-Butanol auf Änderungen in Biofilmmorphologie und EPS-Bildung wurden die Änderungen von S. acidocaldarius in verschiedenen Lebensweisen sowie gegenüber 1-Butanol durch Transkriptom- und Proteomuntersuchungen bestimmt. Hierfür wurde S. acidocaldarius zum einen als Schüttelkulturen in Erlenmeyerkolben ohne 1-Butanol als auch statisch in Petri-Schalen für Wachstum von Biofilm und planktonischen Zellen in An- und Abwesenheit von 1-Butanol gezüchtet. Statisch gewachsene Biofilm- und planktonische Zellen in Petri-Schalen zeigten lediglich wenig differenziell regulierte Gene und Proteine. Viele differenziell regulierten Gene und Proteine wurden hingegen beim Vergleich von statisch inkubierten planktonischen Zellen sowie planktonischen Zellen aus Schüttelkulturen gefunden. In Anwesenheit von 1% (v/v) 1-Butanol sind Gene und Proteine vorwiegend herabreguliert, besonders Proteine mit (putativen) Transmembranhelices, wie durch Transkriptomuntersuchungen gezeigt werden konnte. Sowohl in Biofilm- als auch in planktonischen Zellen war das Archaellum Operon, welches für die Zellbeweglichkeit verantwortlich ist, herabreguliert. Grundsätzlich wurden sowohl bei 1-Butanol-Exposition als auch bei den verschiedenen Lebensweisen besonders Änderungen in der Zellteilung und Vesikelbildung, in den Stressantwort-Systemen wie CRISPR-Cas und Toxin-Antitoxin-Systemen, bei Transkriptionsregulatoren sowie der Signaltransduktion (Proteinkinasen und Phosphatasen) beobachtet. Zusammengefasst zeigt diese Studie eine Übersicht der Stressantwort von S. acidocaldarius gegenüber verschiedener Lösemittel, insbesondere gegenüber 1-Butanol. Erstmalig wurde der Einfluss organischer Lösemittel auf die Biofilmbildung beschrieben und durch verschiedene mikroskopische Methoden sowie EPS-Isolation und Quantifizierung untersucht. Zusätzlich wurden durch Transkriptom- und Proteomuntersuchungen die genomweiten sowie zellulären Antworten auf verschiedene Lebensweisen und auf 1-Butanol-Exposition untersucht.