Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medizinische Hochschule Hannover, Klinische Forschergruppe, Abteilung Pädiatrische Pneumologie und Neonatologie durchgeführt. Der Sicherheitsstamm Pseudomonas putida KT2440 kann in einem weiten Bereich von Umweltbedingungen eine große Zahl an Substraten umsetzen und eignet sich daher für die Zwecke der weißen Biotechnologie. Das Projekt will die Bedeutung der Schlüsselgene der Kälte- und Benzoattoleranz auf die globale Genexpression und den Stoffwechsel von Pseudomonas putida in Anwesenheit abiotischer Stressoren untersuchen. Wildtypstamm und isogene benzoat- oder kältesensitive isogene Transposonmutanten werden in An- und Abwesenheit des Stressors in den Phasen exponentiellen, spätexponentiellen und stationären Wachstums in Transkriptom, Proteom und Spektrum der Leitmetaboliten des Intermediärstoffwechsels charakterisiert. Mit Hilfe systembiologischer Analysen der Datensätze sollen stresstolerante Produktionsbedingungen für biotechnologische Anwendungen identifiziert und optimiert werden.
Das Projekt "Einfluss der Spurenelemente Selen, Molybdaen und Wolfram auf Stoffwechselleistungen von acetogenen Bakterien." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Waehrend Molybdaen bereits seit langem als Bioelement bekannt ist, standen fuer Selen und Wolfram toxische Wirkungen im Vordergrund. Wolfram konnte als positiv wirkendes Metall fuer die Formiat-Dehydrogenese erkannt werden (neben Selen), Selen ist fuer die anaerob verlaufenden Umsetzungen von Purinen, Nikotinsaeure, Benzoat und Glycin notwendig. Die biologische Rolle dieser Elemente wird in vivo und am gereinigten Enzym untersucht.
Das Projekt "Analyse des in-situ Verhaltens von gentechnisch behandelten Bakterien in einem standardisierten Mikrokosmos" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH durchgeführt. Achievements: Activated sludge microcosms simulated the level of aeration. Nutrient makeup and microbial community structure associated with activated sludge reactors. Soil microcosms were initially sterilised, but maintained many of the physicochemical characteristics of soil. The fate and behaviour of the genetically engineered microorganisms (GEMs) were consistent within microcosms and allowed for comparisons to be made between microcosm types. Polyclonal and monoclonal antibodies were specific for the GEMs when tested against closely related Pseudomonads and bacteria isolated from the microcosms. Nucleic acid probes were specific for recombinant deoxyribonucleic acid (DNA), did not hybridise to closely related microorganisms and isolated bacteria and were used in colony hybridisation procedures to detect plasmid DNA in putative transconjugant bacteria. GEMs maintained population levels of 10(4) bacteria/ml sludge. In soil microcosms, the density of GEMs varied depending on physicochemical properties. The GEMs degraded substituted aromatic compounds present in both microcosms. Recombinant DNA was stable in GEMs added to the microcosms both in the absence and presence of the aromatic compounds which they specifically degrade P. sp. strain FR1(pFRC20P) contains recombinant DNA necessary for the degradation of alkylbenzoates on both the chromosome and plasmid, pFRC20P. Transfer of this DNA was not detected in any microcosm. The plasmid was mobilised in vitro by helper plasmids at frequencies of 10(-5) transconjugants/recipient. P. putida (pWWO-EB62) has the modified catabolic pathway for ethylbenzoate present on the plasmid. Transconjugants arising by transfer of plasmid, pWWO-EB62, to recipient bacteria were observed in activated sludge microcosms at densities of 1000 bacteria/ml and in soil microcosms. The frequency of in vitro conjugative transfer of pWW0-EB62 to recipient bacteria was 1 to 0.1 transconjugants per donor cell. Conjugative transfer of pWWO-EB62 was analysed on solid medium and continuous culture. On agar, the plasmid transfers to and is expressed in Pseudomonads group I and Escherichia coli. Other bacteria including Pseudomonads belonging to group II, III and IV did not act as recipients, either because the plasmid was not transferred or stably maintained. In continuous culture, the transfer rate of pWWO-EB62 from P. putida KT2440 (pWWO-EB62) to P. putida UWC1, was dependent on cell doubling time, the temperature, and degree of agitation.
Das Projekt "Behandlung von organisch kontaminierten Fluiden aus der Bodenreinigung mit Hilfe extrem thermophiler Mikroorganismen (SFB 188/B7)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Bei hoeheren Temperaturen (60-90 Grad C.) steigt die Loeslichkeit und damit die Bioverfuegbarkeit von hydrophoben organischen Verbindungen in Wasser. Eine Bodenreinigung bei hoeheren Temperaturen wuerde also schon rein physikalisch einen Vorteil bringen. Hinzu kommt, dass verbesserte Diffusion bei den hoeheren Temperaturen sowie eine geringere Viskositaet und schnellerer Stofftransport fuer einen Prozess auf hoeherem Temperaturniveau sprechen, wenn auch der Schadstoffabbau biologisch erfolgen soll. In den vergangen Jahren wurden nun zunehmend Mikroorganismen bekannt, die in dem genannten Temperaturbereich ihre optimalen Wachstumsbedingungen finden. Auf Grund der Bedingungen, unter denen diese Mikroorganismen isoliert wurden, sind hier interessante Abbauleistungen jedoch kaum zu finden. Daher wurde mit der eigenen Isolierung von extrem thermophilen Mikroorganismen aus kontaminierten Standorten begonnen. Benzoat, Phenol, Naphthalin und synth. Dieseloel konnten von den Mikroorganismen als alleinige Kohlenstoff und Energiequelle genutzt werden. Das Screening nach oelabbauenden Mikroorganismen wird fortgesetzt. In enger Kooperation zwischen Mikrobiologen und Ingenieuren der Verfahrenstechnik sollen nun Verfahren entwickelt werden, die extrem thermophile Mikroorganismen fuer die Bodenreinigung nutzbar machen. Dabei koennen die innerhalb der Gruppe bestehenden Erfahrungen mit thermophilen Mikroorganismen (Isolierung, Suche nach speziellen Abbauleistungen, Enzymcharakterisierung), Fermentationssystemen (hochdichte Kulturen), Abwassereinigung (Biogasanlagen) und auch erste Ergebnisse der Immobilisierung von thermophilen Mikroorganismen genutzt werden. Auf dieser Basis aufbauend wird erwartet, dass die vorgeschlagene Technik auf dem Gebiet der Bodenreinigung eine wichtige Ergaenzung zu bestehenden Techniken (Bodenwaschung) werden koennte.
Das Projekt "Teilprojekt IV: Mechanistische Untersuchungen zum mikrobiellen Abbau von Kohlenwasserstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Botanisches Institut durchgeführt. Im mikrobiologischen Teilprojekt wurden die Faktoren, die den biologischen Abbau von Kohlenwasserstoffen (Mineraloelen) in Boeden durch Mikroorganismen beeinflussen, untersucht. Aus unterschiedlichen in Baden-Wuerttemberg vorherrschenden Bodenformationen wurden kohlenwasserstoffabbauende Mikroorganismen isoliert und im Labormassstab zur Klaerung und Optimierung der den Abbau beeinflussenden Parameter in einem Fermentersystem untersucht. Kohlenwasserstoffverwertende Staemme wurden aus natuerlichen Bakterienpopulationen kontaminierter und nicht kontaminierter Standorte angereichert. Von dem mit polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) kontaminierten Standort des Gaswerksgelaendes Karlsruhe Ost wurden 200 Isolate erhalten und hinsichtlich ihrer Faehigkeit zur PAK-Verwertung gegenueber Leitsubstraten (Naphthalin, Phenanthren, Fluoren, Anthracen, Fluoranthen, Pyren) getestet. Von diesen Isolaten konnten insgesamt 69 eine oder mehrere der Leitsubstanzen metabolisieren. Am Beispiel von Heizoel und Naphthalin wurde der Kohlenwasserstoffabbau unter denitrifizierenden Bedingungen untersucht. Unter Sauerstofflimitierung wurden die Leitsubstrate und Nitrat umgesetzt. Eine Steigerung der Abbauraten wurde durch den Nitratzusatz jedoch nicht erreicht. Unter Sauerstoffausschluss wurde weder Heizoel noch Naphthalin metabolisiert. Benzoat, m-, p-Hydroxybenzoat, Benzylalkohol und 2-Aminobenzoat wurden von einem Bodenisolat unter anaeroben Bedingungen in Gegenwart von Nitrat verwertet. Unsubstituierte aromatische Verbindungen wurden von diesem Stamm nicht umgesetzt. In einem aeroben Festbettreaktor wurde der Naphthalin-Abbau durch immobilisierte Mikroorganismen untersucht. In diesem System wurden bei niedrigen Durchflussraten (weniger als 300 ml/h) mehr als 99 Prozent des zugefuehrten Naphthalin eliminiert, wobei neben biologischen Vorgaengen abiotische Prozesse (Adsorption, Verdunstung) beteiligt waren. Der Einfluss der Tenside Natrium-Dodecylsulfat (SDS) hemmte den Phenanthrenabbau; Brij 35 hatte keinen messbaren Einfluss. Pyren wurde in einem Versuchszeitraum von 10 Tagen nicht metabolisiert. Die mikrobielle Verwertbarkeit des durch Micellenbildung solubilisierten Substrats wurde mit dem Substratgemisch aus Phenathren und Pyren deutlich. Die Konzentration des solubilisierten Phenanthren nahm deutlich vor der des Pyren ab. Im Rahmen des Verbundprojektes wurden in Zusammenarbeit mit den anderen Institutionen zwei Versuche in einem Bodenreaktor durchgefuehrt. Dabei konnte der mikrobielle Abbau von Kohlenwasserstoffen unter 'feldaehnlichen' Bedingungen beobachtet werden. Beim ersten Versuch wurde die Kohlenwasserstoffkonzentration um insgesamt 84,2 Prozent (in 73,5 d), beim zweiten Versuch um 82,8 Prozent (in 57,3 d) reduziert. Der Anteil biologisch abgebauter Kohlenwasserstoffe betrug 40 Prozent bzw 47,6 Prozent. Die biologische Aktivitaet wurde anhand der Keimzahlen Kohlenwasserstoff-verwertender Bakterien, sowie anhand der CO2-Produktion und ...
Das Projekt "Photoproduktion von Wasserstoff aus aromatischen Verbindungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. Ziel war die biologische Produktion von Wasserstoff als Energietraeger aus billigen Rohstoffen. Es sollte geklaert werden, ob die Wasserstoffproduktion mit dem Abbau umweltschaedlicher Verbindungen gekoppelt werden kann, so dass die Entsorgungskosten mit der Energiegewinnung verrechnet werden koennen. Es zeigte sich, dass der Abbau aromatischer Saeuren und hydroxylierter Aromaten wie Phloroglucin unter phototrophen Bedingungen mit der Produktion von H2 einhergeht, wenn geeignete Bedingungen gewaehlt werden. Eine Immobilisierung der Zellen fuehrt zu einer Steigerung der Ausbeute auf 88 Prozent der stoechiometrisch moeglichen Wasserstoffmenge, wenn Benzoat als Substrat verwendet wird. Die Bildungsraten jedoch lassen einen Prozess auf dieser Grundlage bisher nicht als finanzierbar erscheinen. Phototrophe Organismen, die mit Phenol oder substituierten Phenolen wachsen koennen, konnten nicht isoliert werden.
Das Projekt "Vergleichende Untersuchungen ueber die Faehigkeit Benzoat abbauender Bodenmikroorganismen zum Metabolismus bzw. Kometabolismus von Chlorbenzoaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Bodenbiologie durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist die Klaerung der Faehigkeit zum Metabolismus bzw. Kometabolismus von Chlorbenzoaten bei Mikroorganismen (Pilze, Actinomyceten und Bakterien). Es soll festgestellt werden, wie verbreitet diese Faehigkeit ist, ferner ist von Interesse, welchen Einfluss die Art der Chlorierung auf die Abbaubarkeit durch die verschiedenen Bodenmikroorganismen hat.
Das Projekt "Umweltqualitaet und biologische Abbaubarkeit seitenkettenfluorierter Aromaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergische Universität-Gesamthochschule Wuppertal, Fachbereich 9 Naturwissenschaften II, Lehrstuhl für Chemische Mikrobiologie durchgeführt. Anhand einfacher Modellverbindungen soll das biologische Abbauverhalten seitenkettenfluorierter Aromaten analysiert werden. An natuerlich vorkommenden praeadaptierten Bakterienpopulationen sollen kritische Reaktionen des Abbaus analysiert und Moeglichkeiten zu deren Umgehung aufgezeigt werden. Dazu wird der Abbau trifluormethylsubstituierter Benzoate, Phenole, Aniline und Benzole durch Bakterienpopulationen vergleichend untersucht, welche entsprechend substituierte Alkylaromaten (Alkylbenzoate, Kresole, Toluidine und Alkylbenzole) verwerten.
Fund eines Weichmachers in Urinproben – Fragen & Antworten Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV) berichtete am 31.01.24 zum Fund von Mono-n-hexylphthalat in Urinproben von Kindern. Die Substanz wurde ebenfalls in Urinproben von Erwachsenen im Rahmen der sechsten Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit (GerES VI) nachgewiesen. Das Umweltbundesamt (UBA) hat die häufigsten Fragen und Antworten dazu zusammengestellt. FAQ vom 06.02.2024, zuletzt aktualisiert am 28.06.2024 1. Was sind Phthalate? Stoffe aus der Gruppe der Phthalate werden als Weichmacher verwendet, um spröden Kunststoff, insbesondere PVC, die gewünschte Elastizität zu verleihen. Weitere Informationen zu Phthalaten haben das Umweltbundesamt das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) zusammengestellt. 2. Was ist Mono-n-hexylphthalat? Mono-n-hexylphthalat kann als ein Abbauprodukt im Körper (als sogenannter Metabolit) aus verschiedenen Stoffen, z. B. aus Di-n-hexylphthalat, entstehen. Di-n-hexylphthalat wurde 2013 als besonders besorgniserregender Stoff im Rahmen der REACH-Verordnung (REACH-VO) identifiziert , da es die Fortpflanzungsfähigkeit des Menschen gefährden kann. 2020 erfolgte dann die Aufnahme in den Anhang XIV der REACH-VO . Damit darf der Stoff in der EU seit 2023 ohne Zulassung grundsätzlich nicht mehr verwendet werden. Zulassungsanträge wurden für Di-n-hexylphthalat bislang nicht gestellt. Da es für den Stoff keine Registrierung gemäß REACH-VO gibt, ist davon auszugehen, dass der Stoff wirtschaftlich in der EU keine große Rolle spielt bzw. in der Vergangenheit gespielt hat. Möglich sind Gehalte von Di-n-hexylphthalat als Verunreinigung in anderen Stoffen, z. B. durch eine Entstehung im Herstellungsprozess, Altlasten sowie Di-n-hexylphthalat-haltige Importerzeugnisse. Die SCIP-Datenbank bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) listet eine größere Anzahl von Erzeugnissen, für die Di-n-hexylphthalat als Bestandteil angegeben wird. 3. Wie wurde die Substanz entdeckt? Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV) veranlasste im Herbst 2023 eine Untersuchung der Urinproben von Kindern, die es im Rahmen seiner regelmäßigen Human-Biomonitoring-(HBM)-Untersuchungen sammelt ( Info ). Ergebnisse des LANUV zur Belastung von Kindern mit Mono-n-hexylphthalat wurden in einer Pressemitteilung veröffentlicht. Umweltbundesamt und LANUV stehen zu diesen Ergebnissen in Austausch. Das Umweltbundesamt selbst führt seit Mai 2023 die sechste Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit ( GerES VI ) durch. Deutschlandweit werden vorausgewählte Erwachsene zwischen 18 und 79 Jahren um ihre Teilnahme gebeten, um unter anderem auf ihre körperliche Belastung mit Umweltschadstoffen hin untersucht zu werden. Unter den im Rahmen dieses Human-Biomonitoring-(HBM)-Programms aktuell untersuchten Stoffen befindet sich auch das Mono-n-hexylphthalat. 4. Wie groß ist das Ausmaß der Belastung? Erste vorläufige Ergebnisse aus GerES VI zeigen, dass in ca. einem Viertel von bislang rund 1.000 untersuchten Urinproben Mono-n-hexylphthalat nachweisbar ist. Die Probenahme und Befragung der Teilnehmenden läuft noch bis in den Spätsommer 2024. Endergebnisse der Studie werden im nächsten Jahr erwartet. Der reine Nachweis von (Einzel-)Substanzen im Körper deutet nicht zwangsläufig auf ein gesundheitliches Risiko hin. Die Kommission Human-Biomonitoring (HBM-Kommission) hat einen toxikologischen Beurteilungswert (HBM-Wert) von 60 Mikrogramm pro Liter (µg/L) Urin abgeleitet. Von den bisher ausgewerteten Proben aus GerES VI liegen alle unterhalb dieses Beurteilungswerts. Gleichzeitig sollte eine Mehrfachbelastung durch ähnlich wirkende Substanzen bei der Bewertung der HBM-Messergebnisse berücksichtigt werden. Die bisher ausgewerteten Proben aus GerES VI zeigen deutliche saisonale Schwankungen: In den Wintermonaten wurde Mono-n-hexylphthalat nur in einem geringen Teil der Proben (<10 Prozent) gefunden. Der bislang höchste Anteil an mit Mono-n-hexylphthalat belasteten Proben wurde dagegen im September (ca. 50 Prozent) beobachtet. 5. Worauf sind die Belastungen mit Mono-n-hexylphthalat im menschlichen Körper zurückzuführen? Vorläufige Auswertungen von GerES VI deuteten bereits frühzeitig auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Belastung mit Mono-n-hexylphthalat und der Nutzung von kosmetischen Mitteln, insbesondere Sonnenschutzmitteln, hin. Im Folgenden geriet ein bestimmter UV-Filter (DHHB, Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate) in den Fokus, da bei dessen Herstellung Di-n-hexylphthalat als Verunreinigung entstehen kann. So wurde beispielsweise bei Untersuchungen des Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Karlsruhe Di-n-hexylphthalat in DHHB-haltigen Sonnenschutzmitteln nachgewiesen. Gleichzeitig zeigte sich aber auch, dass nicht alle Produkte, die den UV-Filter DHHB enthielten, mit Di-n-hexylphthalat belastet waren. 6. Was unternimmt das Umweltbundesamt? Das Umweltbundesamt führt seit den 1980er Jahren die Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (GerES) durch. Im Rahmen dieser Studien werden u. a. Urin- und Blutproben der Teilnehmenden auf verschiedene Umweltschadstoffe untersucht und Befragungen durchgeführt. Mithilfe der Daten dieser Studien können Rückschlüsse auf die Belastung der gesamten Bevölkerung in der jeweils untersuchten Altersgruppe (Kinder, Erwachsene) in Deutschland gezogen werden. Zur Beurteilung der gefundenen Belastung mit Mono-n-hexylphthalat hat das UBA die Kommission Human-Biomonitoring um eine Bewertung gebeten. Die Kommission hat einen toxikologischen Beurteilungswert (HBM-Wert) abgeleitet. Aktuell wertet das Umweltbundesamt auch weitere Urinproben der Umweltprobenbank des Bundes aus. Diese sollen zeigen, ob es über die Jahre einen Zeittrend in der Belastung gibt.
Das Projekt "Analyse und Manipulation der Abbauwege, Bildung von neuen Wegen mit Hilfe der Gentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universite de Geneve, Departement de Biochimie Medical, Centre Medical Universitaire durchgeführt. Etude genetique et biochimique des voies de degradation de composes aromatiques divers par les bacteries Pseudomonas. Parmi ces composes sont inclus des produits naturels et xenobiotiques comme le toluene et les hydrocarbures aromatiques derives, le naphthalene et ses derives chlores et sulfones, le benzoate et le phenoxyacetate chlores ainsi que des nitro- et chloroanilines. Les informations obtenues sont utilisees dans la determination de strategies experimentales, basees sur le clonage genetique et la manipulation de genes, en vue de la construction de nouvelles voies hybrides de degradation de composes recalcitrants et/ou toxiques produits par l'industrie. (FRA)