Das Projekt "INFLOW - using INtertidal Fish to study life's tolerance to LOW oxygen Überlebensstrategien unter Sauerstoffknappheit - Fische der Gezeitenzone als Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT) GmbH, Abteilung Ökologie - Arbeitsgruppe Ökophysiologie durchgeführt. Ziel des Projekts ist, die zugrundeliegenden Mechanismen und die Evolution von Hypoxietoleranz (HT) in eng verwandten hypoxietoleranten und sensitiven Fischen der Gezeitenzone zu untersuchen. In einem integrativen Ansatz werden wir dazu den Bereich zwischen Ganztier, Zellphysiologie und Genomevolution abdecken, um die phaenotypischen und genotypischen Unterschiede zu beschreiben, die die Physiologie der Hypoxietoleranz am Beispiel der in Neuseeland endemischen triplefins (Tripterygidae) und der ubiquitren Grundeln (Gobiidae) bedingen. Innerhalb und zwischen diesen Modellarten werden wir akute Hypoxietoleranz auf drei Ebenen untersuchen: neuronale und Herz-Kreislauf-Funktion; mitochondriale Adaptation, und die Evolution eines oder mehrerer Genotypen für Hypoxietoleranz (dieser letzte Punkt ist abhängig von zusätzlichen Drittmitteln). An beiden Fischgruppen wird mittels automatisierter Respirometrie unter steigender Hypoxie die kritische Hypoxieschwelle (Pcrit) und in spektrophotometrischen und Durchflusskalorimetrie-Systeme nicht-invasiv die Herzrate, Gewebesauerstoffsättigung, Redoxstatus und (an-)aerobe Wärmeproduktion gemessen. Weiterhin wird die mitochondriale Funktion von Herz und Gehirn vor und nach Hypoxieinkubation in hochauflösenden Respirometern verglichen. Über fluorimetrische Methoden wird mitochondriale ATP und ROS Produktion, Membranpotential unter Normoxie, Hypoxie und Anoxie gemessen.
Das Projekt "Zellfreie Bioproduktion - Etablierung einer Bioproduktionsanlage für die zellfreie Proteinsynthese mit integrierter Energieversorgung - Biomoleküle vom Band" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (FhG), Vorstandsbereich Forschungsplanung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für die industrielle Nutzung der derzeit nur im Labormaßstab möglichen zellfreien Bioproduktion zu schaffen. Dazu wird ein Produktionssystem für die zellfreie Synthese hochwertiger Biomoleküle etabliert. In diesem Rahmen werden (i) die Bausteine eines kompartimentierten Reaktorsystems für die kontinuierlich steuerbare und somit ressourcenschonende zellfreie Synthese von Biomolekülen bereitgestellt, (ii) die wesentlichen Elemente einer Einheit für die kontinuierliche Produktion chemischer Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) erarbeitet, (iii) Prozeßbedingungen ermittelt, die im Hinblick auf Menge und Robustheit industriellen Anforderungen gerecht werden. Die Arbeiten zu diesem Projektvorhaben sind in acht Teilprojekte (TP) untergliedert, denen ein neuntes TP 'Multiprojektkoordination' übergeordnet ist. Die TP 1-3 widmen sich der Etablierung eines Prozesses für die Bereitstellung chemischer Energie in Form von ATP. Die zellfreie Herstellung von Sondenproteinen zur Evaluierung der Eigenschaften der in TP 6 zu erstellenden Reaktorkompartimente erfolgt in TP 4. In TP 5 wird die Sensorik zur Überwachung des Prozesses erarbeitet. In TP 7 wird die notwendige Steuerung aufgebaut. TP 8 beinhaltet innovationsbegleitende Maßnahmen. Durch die Etablierung von Leitungsgruppen an den fachübergreifenden Schnittstellen des stark interdisziplinär ausgerichteten Vorhabens wird eine effiziente und erfolgreiche Bearbeitung gesichert.
Das Projekt "ATP-Messungen im Trinkwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz durchgeführt. Anpassung von ATP-Messungen an die Bedürfnisse der Trinkwasserkontrolle.
Das Projekt "NANOCELL" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, für Biosysteme und Ingenieurwissenschaften (D-BSSE) durchgeführt. The Nanocell project is a European research project with partners from Germany (TU Dresden, MPI Göttingen, MPI Frankfurt), UK (University of Oxford), and Switzerland (U Basel, U Geneva, ETH Zurich). The overall goal is to engineer molecular machines that allow providing artificial cells with functionalities, such as energy generation, movement, transport of genetic material, and protein production. The subproject at ETH Zurich focuses on cell free protein production. First, we intend to implement an efficient process to produce proteins in a cell-free fashion by using cell-free extracts obtained from the protein Escherichia coli. Such extracts contain, next to the desired components of the protein production machinery, a variety of enzymes that interfere with a long-term protein production process, such as enzymes that remove energy carriers (ATP) from the system. These interfering activities will be comprehensively identified in a systems-level approach and the corresponding genes will be either knocked out or modified such that the corresponding enzyme activities can be removed from the cell free stage by selective protein hydrolysis. In a second step of the project, we will investigate whether we can substitute energy rich chemicals (such as phosphoenolpyruvate), which are usually used to drive cell free protein synthesis, by light. For this, the cell free extracts have to be turned into the intererior of vesicles whose membranes harbor photosynthetic complexes. The complexes can be used to establish proton gradients across a vesicle membrane and then, the proton gradients can be used to generate ATP. Previous attempts at this scheme were frustrated by the limited stability of the photosynthetic complexes. Together with our partners, we hope to be able to eliminate this problem by using recently discovered novel types of light-complexes and artificial membranes. In the final stages of the project (beyond 3 years), we aim to extend the functions of the vesicle by integrating into the artificial membranes additional functionalities provided form partner groups, such as (1) a DNA-transporter, which would be an important contribution to the efficiency of in vivo directed evolution experiments, and (2) a peptide transporter, which would allow providing resources for protein formation from the outside.