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Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Centrum für Biotechnologie durchgeführt. Marine Naturstoffe stellen eine große strukturelle Vielfalt mit verschiedenen medizinisch relevanten biologischen Aktivitäten dar, wie zum Beispiel Antibiotika und Antikrebsmittel. Allerdings ist die Bereitstellung ausreichender Mengen für pharmakologische Studien immer noch eine große Herausforderung in der Naturstoffentwicklung. EXPLOMARE wird eine intelligente Plattform für die marine Naturstoffversorgung schaffen, basierend auf dem marinen Aktinomyzeten Streptomyces albus. Unser Konzept integriert System- und synthetische Biologie mit Bioinformatik und Prozessengineering in einen zweckbestimmten engineering Arbeitsablauf. EXPLOMARE konzentriert sich auf vier Hauptziele des Projekts: (i) Verständnis der spezifischen zellulären Anforderungen der marinen Naturstoffbiosynthese; (ii) Entwicklung einer programmierten Zellfabrik aus einem marinen Streptomyces albus-Stamm zur effizienten Expression von Genclustern aus anderen marinen Actinomyceten als rationalisierter, heterologer Wirt; (iii) Klonierung und Expression der marinen biosynthetischen Gencluster zur Produktion relevanter und vielversprechender mariner Naturstoffe im neuen Wirt, einschließlich der Hochpotentialantibiotika Nybomycin und Albucidin sowie bisher nicht charakterisierter Moleküle; (iv) Entwicklung einer effizienten Bioprozesse für marinen Naturstoffproduktion, die auf einem vielversprechenden nachwachsenden Rohstoff der dritten Generation (Algenextrakten) basiert ist. Ausschlaggebende Einsichten für die gezielte Stammoptimierung sowie für die Pipelineentwicklung werden mit Hilfe von Multi-omics Analysen erzielt. Die iterative und interaktive Kombination der sorgfältig getunten experimentellen und computerbasierten Modellierungsverfahren erlaubt die Prognose multi-kombinatorischer genetischer Eigenschaften zur Entwicklung eines überragenden mikrobiellen Chassis. Dies wird die maßgeschneiderte Produktion wertvoller Stoffe für die Downstream Entwicklung als Pharmazeutika ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MyBiotech GmbH durchgeführt. Marine Naturstoffe stellen eine große strukturelle Vielfalt mit verschiedenen medizinisch relevanten biologischen Aktivitäten dar, wie zum Beispiel Antibiotika und Antikrebsmittel. Allerdings ist die Bereitstellung ausreichender Mengen für pharmakologische Studien immer noch eine große Herausforderung in der Naturstoffentwicklung. EXPLOMARE wird eine intelligente Plattform für die marine Naturstoffversorgung schaffen, basierend auf dem marinen Aktinomyzeten Streptomyces albus. Unser Konzept integriert System- und synthetische Biologie mit Bioinformatik und Prozessengineering in einen zweckbestimmten engineering Arbeitsablauf. EXPLOMARE konzentriert sich auf folgende vier Hauptziele: (i) Verständnis der spezifischen zellulären Anforderungen der marinen Naturstoffbiosynthese; (ii) Entwicklung einer programmierten Zellfabrik aus einem marinen Streptomyces albus-Stamm zur effizienten Expression von Genclustern aus anderen marinen Actinomyceten als rationalisierter, heterologer Wirt; (iii) Klonierung und Expression der marinen biosynthetischen Gencluster zur Produktion relevanter und vielversprechender mariner Naturstoffe im neuen Wirt, einschließlich der Hochpotentialantibiotika Nybomycin und Albucidin sowie bisher nicht charakterisierter Moleküle; (iv) Entwicklung einer effizienten Bioprozesse für marinen Naturstoffproduktion, die auf einem vielversprechenden nachwachsenden Rohstoff der dritten Generation (Algenextrakten) basiert ist. Ausschlaggebende Einsichten für die gezielte Stammoptimierung sowie für die Pipelineentwicklung werden mit Hilfe von Multi-omics Analysen erzielt. Die iterative und interaktive Kombination der sorgfältig getunten experimentellen und computerbasierten Modellierungsverfahren erlaubt die Prognose multi-kombinatorischer genetischer Eigenschaften zur Entwicklung eines überragenden mikrobiellen Chassis. Dies wird die maßgeschneiderte Produktion wertvoller Stoffe für die Downstream Entwicklung als Pharmazeutika ermöglichen.
Das Projekt "Untersuchung zur Substrat- und Milieuabhaengigkeit von Actinomyceten bei der Bildung von Schwimmschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Wasserforschung durchgeführt. Auf Belebungs- und Nachklaerbecken von biologischen Klaeranlagen kommt es sehr haeufig zum Aufschwimmen von Schlamm (Schwimmschlamm), wodurch der Betrieb der Klaeranlage und die Reinigungsleistung stark beeintraechitigt wird. Verursacher dieses Phaenomens sind verschiedene Vertreter der Actinomyceten, z.B. Nocardia ssp. In Wachstumsversuchen soll die Substrat- und Milieuabhaengigkeit verschiedener Actinomycetenstaemme sowohl in Batchkultur als auch in Modellklaeranlagen untersucht werden. Daraus sollen Massnahmen zur Bekaempfung von Schwimmschlamm entwickelt werden und die gewonnenen Erkenntnisse an einer Kleinklaeranlage angewendet werden.
Das Projekt "Multitrophic Interactions with Oaks (TrophinOak); PART 1: RootPatho-EM; PART 2: RootCons" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenökologie durchgeführt. Part 1: RootPatho-EM- Genregulation und C und N Flüsse während des endogenen rhythmischen Wachstums der Eiche unter dem Einfluss von mykorrhizalen sowie von pathogen biotrophen Interaktionen . Bäume produzieren Photoassimilate und mobilisieren Nährstoffe für ihr Wachstum. Diese werden aber auch von förderlichen und schädlichen biotrophen Partnern genutzt. Wie bei anderen Bäumen folgt das Wachstum von Eichen einem endogenen Rhythmus mit alternierenden Spross- und Wurzelwachstumsschüben, die eng mit C-Allokation verknüpft sind und die Bildung ektomykorrhizaler Symbiosen zwischen Wurzeln und Bodenpilzen beeinflussen. Die Auswirkungen der Rhythmizität auf die Interaktionen mit dem Ektomykorrhizapilz Piloderma croceum und die Empfindlichkeit gegenüber dem Wurzelpathogen Phytophthora quercina liegen im Fokus des Projektteils. In kontrollierten Experimenten an in vitro Stecklingen unter Einfluss der Mikroorganismen werden parallel zur Untersuchung der Genregulation mit Microarrays die Ressourcen-Allokation (C und N) mittels 13C und 15N Markierungen quantifiziert. In weiteren Experimenten werden die Einflüsse von klimatischen Änderungen, Nachbarbäumen und Aktinomyzeten untersucht. Des Weiteren übernimmt das Projektteildie zentralen Aufgaben der Produktion von Eichenstecklingen und der C Allokationsanalyse für den gesamten Antrag und trägt zu seiner gemeinsamen experimentellen Plattform (JEP) für funktionelle Vergleiche zwischen Genregulation und Ressourcenallokation entscheidend bei.Part 2: RootCons- Auswirkungen von wurzel- und pilzfressenden Bodentieren auf Rhizosphären-interaktionen und Eichenwachstum. Das geplante Projekt untersucht die Interaktionen zwischen Bodenfauna und Genregulation von mykorrhizierten und nicht-mykorrhizierten Eichenstecklingen. Der Fokus liegt auf den dominanten wurzel- und pilzfressenden Invertebraten der Rhizosphäre, Nematoden und Collembolen. Die Effekte auf die Genexpression der Pflanzen werden mittels Microarray und qRT-PCR, und parallel die Kohlenstoff- und Stickstoffallokationsmuster über Pulsmarkierung mit 13CO2, und 15N erfasst. Beide rhythmischen Phasen, Spross- und Wurzelwachstumsschub, werden untersucht. In einem weiteren Experiment wird der zeitabhängige Fluss des Kohlenstoffes in verschiedene Kompartimente der Rhizosphäre (Wurzel, Mikroorganismen, Pilzfresser) über die Bestimmung von 13C/12C in Gesamtgewebe und spezifischen Fettsäuren ermittelt. Der Effekt von Nematoden und Collembolen allein sowie in Kombination wird quantifiziert. Zusätzlich werden die Wechselwirkungen zwischen wurzelherbivoren Nematoden und nützlichen Rhizosphärenorganismen (Actinomyceten) untersucht, um ein vollständiges Bild der mikrobiellen Interaktionen in der Rhizosphäre zu erhalten. Ziel des Projektes ist es, einen detailierten Einblick in die Veränderungen der Genexpression und Kohlenstoffallokation der Eichenstecklinge durch tierische Konsumenten im Boden, und deren Auswirkungen auf Mikroorganismen der Rhizosphäre, zu erhalten.
Das Projekt "Untersuchungen zum Vorkommen und zur gesundheitlichen Relevanz von Bakterien in Innenräumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Regierungspräsidium Stuttgart, Abteilung 9 - Landesgesundheitsamt durchgeführt. A) Problemstellung: Etwa 80-90 Prozent des Tages hält sich der erwachsene Mensch in Mitteleuropa in Innenräumen auf. Dem Vermeiden von chemischen und mikrobiologischen Innenraumverunreinigungen kommt daher eine zentrale Bedeutung für Wohlbefinden und Gesundheit zu. Bei den mikrobiellen Verunreinigungen nimmt die Zahl der Beschwerden betroffener Bewohner seit Jahren zu. Umfangreiche Studien hierzu wurden und werden durchgeführt. Das Hauptaugenmerk gilt dabei der Erfassung und gesundheitlichen Bedeutung von Schimmelpilzwachstum. Das UBA hat mit seinem 'Leitfaden zu Vorbeugung, Untersuchung, Bewertung und Sanierung von Schimmelpilzwachstum in Gebäuden' (2002) sowie mit einer 'Schimmelpilzbroschüre' (2003) intensive Aufklärungsarbeit betrieben. Die Nachfrage nach beiden Papieren ist in der Bevölkerung sehr groß. Handlungsbedarf: In der Mehrzahl der Fälle, in denen es aufgrund von Feuchtigkeitsschäden zu Schimmelpilzwachstum kommt, treten gleichzeitig Bakterien, vor allem Actinomyceten auf. Einige Arten sind pathogen oder produzieren Antibiotika. In einer Kindertagesstätte konnten solche Stoffe im Hausstaub nachgewiesen werden. Zudem weisen erste Untersuchungen daraufhin, dass Actinomyceten und andere Bakterien evtl. die Ursache für Rheumabeschwerden bei Bewohnern sein können (Heusman et al., Seuri et al. 2002, Lorenz 2004). B) Projektdurchführung: Zunächst muss ein Verfahren zum Nachweis von Actinomyceten im Innenraum erarbeitet und validiert werden. In 15-20 Wohnungen mit Feuchtigkeitsschäden sollen dann Schimmelpilze und Bakterien bestimmt werden. Die kultivierten Actinomyceten werden isoliert und mittels biochemischer und molekularbiologischer Methoden charakterisiert. Mittels Zelltests werden erste Untersuchungen zur toxischen Wirkung häufig vorkommender Actinomyceten durchgeführt. C) Ziel des Vorhabens ist die Erfassung und Risikoeinschätzung von bakteriellen Innenraumverunreinigungen zur Ableitung konkreter Vermeidungs- und Sanierungsempfehlungen.
Das Projekt "Abschaetzung von Gesundheitsrisiken fuer Muellwerker durch Keimemissionen und Entwicklung von Arbeitsschutzmassnahmen. Teilvorhaben A: Untersuchungen der Emissionen von Pilzsporen und Staub" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. In Hausmuell, Garten- und auch feuchten gewerblichen Abfaellen entwickeln sich in kuerzester Zeit massenhaft Mikroorganismen, die das Material bereits in den Sammelbehaeltern unter Waerme- und Geruchsentwicklung zersetzen. An diesem Prozess sind neben Bakterien und Aktinomyzeten vor allen auch Pilze beteiligt, deren Sporen bei der weiteren Verarbeitung und Beseitigung des Muells in die Luft freigesetzt werden und vom Betriebspersonal eingeatmet werden koennen. Einige dieser Pilzarten (Aspergillen, Penicillien usw) koennen erwiesenermassen Atemwegserkrankungen und Allergien verursachen. Im Teil A des Forschungsvorhabens soll deshalb untersucht werden, in welchen Bereichen der Abfallbeseitigung mit Emissionen von Pilzsporen zu rechnen ist, in welcher Menge sie auftreten, um welche Arten es sich handelt und wie hoch der Anteil gesundheitsgefaehrdender Spezies ist. Parallel zu den mikrobiologischen Untersuchungen wird der Staubgehalt der Luft ermittelt. Die Ergebnisse sollen die Basis fuer Entscheidungen liefern, ob und in welchem Umfang Massnahmen zum Schutz des Betriebspersonals erforderlich sind.
Das Projekt "Rückhaltung von Keimen bei der biologischen Abluftreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt 04, Arbeitsbereich Abfallwirtschaft und Stadttechnik durchgeführt. ZIEL Aufgrund von zunehmenden Überempfindlichkeitsreaktionen (Allergien) in der Bevölkerung wächst die Relevanz von über die Luft verbreiteten Mikroorganismen, insbesondere Schimmelpilzen und Aktinomyceten. Während in der Vergangenheit bei der Behandlung der Abluft aus Kompostierungsprozessen der Geruchsaspekt im Vordergrund stand, wird zunehmend auch die Notwendigkeit einer Keimrückhaltung diskutiert. Problematisch hierbei ist, dass weder für die Keimbelastung in der Rohluft noch für die Keimabscheideleistung der Abluftbehandlungsanlagen gesicherte Erfahrungswerte vorliegen. INHALT In diesem Projekt werden die Möglichkeiten der biologischen Abluftreinigung zur Rückhaltung von Keimen sowie Gerüchen aus Kompostierungsanlagen untersucht. Umfangreiche Untersuchungen an Biowäscher/Biofilter-Kombinationen unterschiedlicher Dimensionen sollen notwendige Erkenntnisse liefern, um bestehende Abluftreinigungsanlagen hinsichtlich ihrer Keimrückhaltung optimieren sowie Neuanlagen unter Berücksichtigung einer Forderung zur Keimabscheidung optimal auslegen zu können. Für Untersuchungen im Technikumsmaßstab wurde eine Anlage mit einem Luftdurchsatz von 2 m3/h eingesetzt, in der die Rückhaltung von Keimen aus Kompostreaktoren untersucht wird. Zur Untersuchung der Keimrückhaltung unter realistischen Bedingungen wurde eine mobile Pilotanlage zur Behandlung von 500-1000 m3/h Abluft konzipiert und errichtet. Die Anlage, die aus drei 20'-Containern besteht, stellt einen Übergang zum großtechnischen Maßstab dar. Als Biofiltermaterialien sind der Siebüberlauf groesser 20 mm von reifem Kompost sowie eine von den Leipziger Kollegen entwickelten und patentierten Koks-Kompost-Mischung im Einsatz. Vergleichende Messungen wurden an einem mit gerissenem Wurzelholz gefüllten offenen Flächenbiofilter durchgeführt. Für die Sammlung der luftgetragenen Mikroorganismen wurden sowohl eine Filtermethode als auch die Impingermethode verwendet. Die Bestimmung der Keimzahlen erfolgte durch die Universität Leipzig. Die Geruchsproben wurden in luftdichten Nalophanbeuteln transportiert und innerhalb von 2 - 3 Stunden nach der Probenahme auf ihre Geruchsstoffkonzentration hin analysiert. Die Geruchsmessungen erfolgten mit dem Olfaktometer TO6 der Firma Mannebeck und einem entsprechenden Probandenkollektiv von vier Leuten. ERGEBNISSE Sowohl aus den Technikumsversuchen als auch aus den Messungen an der Pilotanlage geht hervor, dass die biologische Abluftbehandlung neben dem Geruchsabbau auch für die Rückhaltung von Keimen geeignet ist. Zu rechnen ist allerdings mit Keimemissionen, die ihren Ursprung im Biofiltermaterial selbst haben. Die verwendeten Biofiltermaterialien erwiesen sich alle als geeignet. Vergleichende Messungen ergaben keine signifikanten Unterschiede bezüglich Geruchsabbau und Keimemissionsverhalten. Lediglich bei dem mit Siebüberlauf gefüllten Biofilter deuten sich Tendenzen an, die einen vergleichsweise leicht erhöhten Keimaustrag beschreiben. Besondere Beachtung ...
Das Projekt "Strahlenpilze aus Muellkompost" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Phytomedizin durchgeführt. Abbau hochmolekularer Eiweisstoffe in Muellkompost erfolgt vornehmlich durch thermophile Actinomyceten waehrend der Nachrotte auf der Halde.
Das Projekt "Suche nach Actinomyceten im Meer und deren physiologische und taxonomische Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Meeresforschung durchgeführt. Gewinnung von Bodensedimenten vorwiegend aus dem Nordatlantik und den Randmeeren. Pruefung auf Vorkommen der gesuchten Mikroorganismen. Isolierung neuer Staemme, Untersuchungen zur Taxonomie sowie Wachstumsphysiologie u.a. Versuche ueber Vermehrungsfaehigkeit unter hydrostatischem Druck. Stammhaltung der marinen Actinomyceten, die zur Pruefung auf im Pflanzenschutz verwendbare Wirkstoffe von der Bayer AG untersucht werden.
Das Projekt "Veränderungen in der Struktur und Funktion pelagischer Bakterien während und nach der Restauration des Tiefwarensees" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Im beantragten Projekt sollen die Veränderungen in der Struktur und Funktion pelagischer Bakterien im Nahrungsgefüge des Tiefwarensees während und nach seiner Restauration untersucht werden. Der Schwerpunkt soll auf den limnischen Actinobacteria des acIB-Clusters sowie limnischen beta Proteobacteria des betaII (Polynucleobacter necessarius) Clusters liegen. Folgende Fragestellungen sollen untersucht werden: 1) Kann die Dominanz der Actinobacteria des acIB-Clusters im Tiefwarensee durch die direkte Aufnahme von anorganischem Kohlenstoff erklärt werden? 2) Beeinflussen die von der Restauration veränderten chemischen und biologischen Faktoren die Dominanz bestimmter Bakteriengruppen? Molekularbiologische Methoden sollen mit chemischen und biologischen Messungen kombiniert werden. Mit Hilfe statistischer Methoden (Korrelationsanalyse und Principal Component Analyse) soll das Auftreten der dominanten Bakteriengruppen im Zusammenhang mit Veränderungen der gemessenen Umweltvariablen betrachtet werden. Basierend auf Freiland- und Laborexperimenten sollen Strategien zur gezielten Isolierung der dominanten Bakteriengruppen entwickelt werden, um ihre ökologische Funktion im natürlichen System zu entschlüsseln.