Das Projekt "Microbial diversity and key activities at hydrothermal habitats of the Mid-Atlantic Ridge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Forschungsbereich 3: Marine Ökologie durchgeführt. Prospering microbial communities developing at hydrothermal vent sites are strictly dependent on the hydrothermal fluid flow. They are primary producers living at the expense of energy available in the reduced substrates provided by the geochemical processes of hydrothermal vents. Knowledge on mircrobial diversity and ecological niches at hydrothermal vent ecosystems is still fragmentary. The proposed work will focus on the diversity of microbial communities associated with hydrothermal vent habitats of the Mid-Atlantic Ridge and function related analysis of these communities. It will include eubacterial and archaeal diversity as well as diversity of functional genes of importance for these ecosystems, which code for CO2 fixation, aerobib methane oxidation (pmoA) and sulfur oxidation (soxB). The distribution of major representative groups of microoranisms along temperature and chemical gradients will be determined, important physiological functions will be measured, and the microorganisms involved in these transformations will be identified. The proposed work will include experimental set ups to investigate temperature adaptation of natural microbial communities within artificial temperature gradients, activity measurements with natural samples, isolation and characterisation of the pure cultures
Das Projekt "Metallothionein-Isoformen in terrestrischen Gastropoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Naturwissenschaftliche Fakultät, Institut für Zoologie und Limnologie durchgeführt. Metallothioneine (MTs)sind hydrophile, niedermolekulare Proteine mit einer hohen Bindungsaffinität zu gewissen Spurenelement-Ionen, wie Cd2+, Zn2+ und Cu+. Die Hauptfunktion dieser Proteine steht offenbar im Zusammenhang mit dem zellulären Spurenelement-Stoffwechsel, und es gilt mittlerweile als erwiesen, daß MTs eine wesentliche Rolle bei der Entgiftung toxischer Metallionen (wie z.B. Cd2+) sowie bei der Hornöostase essentieller Spurenelement-Ionen (Zn2+ und Cu+) spielen. Während der vergangenen Jahre konnten neue und interessante Erkenntnisse im Zusammenhang mit der Struktur und Funktion von MTs bei terrestrischen Invertebraten gewonnen werden. Die MTs dieser Organismen zeichnen sich durch ihre große strukturelle Vielfalt aus. Dieser Umstand eröffnet interessante Perspektiven in Hinblick auf die Formulierung neuer Hypothesen zur Struktur und Funktion von MTs. Ein Beispiel dafür stellt das Funktionsmodell der MTs bei terrestrischen Gastropoden dar. In dieser Tiergruppe konnten zwei strukturell stark voneinander abweichende MT-Isoformen entdeckt werden, die offenbar unterschiedliche, Metall- spezifische Funktionen ausüben: Die eine Isoform kommt in der Mitteldarmdrüse von Schnecken vor und dient offensichtlich der Entgiftung des toxischen Cd2+-Ions; demgegenüber findet sich im Mantel der Tiere eine zweite, Cu-spezifische Isoform, die offenbar der Kupferregulation dient (siehe dazu Dallinger et al. 1997, Nature 388, 237-238). Allerdings sind die spezifischen Bedingungen, die es den beiden Isoformen ermöglichen, Metall-spezifischen Funktionen nachzugehen, noch weitgehend unbekannt. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es daher, diese Fragen aufzugreifen und anhand von vier naheliegenden Arbeitshypothesen zu überprüfen. Erste Arbeitshypothese: Funktionsspezifische Unterschiede zwischen den beiden MT-Isoformen in Bezug auf den Stoffwechsel von Cd2+ und Cu+ können auf Unterschiede in ihrer Genstruktur und daher auf unterschiedliche, molekulare Regulationsmechanismen zurückgeführt werden. Um diese Arbeitshypothese zu testen, sollen die Genstruktur der beiden Isoformen und die regulatorischen Elemente in der Promotor-Region aufgeklärt werden. Methodisch soll dies durch verschiedene. PCR-Ansätze erreicht werden, die an der bereits bekannten Sequenz der cDNA der beiden Isoformen anknüpfen. Insbesondere eignen sich dazu die sogenannte , Long-Distance PCR , sowie modifizierte Ansätze einer 'inversen PCR' und einer Tail-PCR . Darüberhinaus soll die Expression der beiden MT-Isoformen auf molekularer Ebene mit Hilfe der quantitativen PCR, auf Protein-Ebene mit Hilfe Metall-spezifischer Sättigungs-Verfahren quantifiziert werden. Zweite Arbeitshypothese: Unterschiede in der Metall-Präferenz zwischen den beiden MT-Isoformen lassen sich auf Unterschiede in ihrer Primärstruktur zurückführen.