Das Projekt "Vergleichende Untersuchung zur biologischen Umsetzung von Methyl-Tert. Butyl Ether, Butyl Ether, Ethyl-Tert. Butyl Ether, Tert.-Amyl Methyl Ether und Diisopropyl Ether in Ratten und Menschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. This study intends to generate comparative data on the biotransformation of ethers added to gasoline in humans and in rats. The proposed experiments will compare the biotransformation of methyl-tert. butyl ether, ethyl-tert. butyl ether and tert.-amyl methyl ether in rats and humans after inhalation exposure. The structures of formed metabolites will be elucidated and their time and exposure concentration dependent excretion will be quantified. The metabolism of these ethers will also be studied in vitro in rat and human liver microsomes to identify the cytochrome P450 enzymes responsible for biotransformation focusing on possible interindividual differences in human biotrans-formation. The obtained data will permit a comparison of the relative excretion of metabolites in humans and rats and interindividual differences in human biotransformation of these ethers. The obtained results will thus serve as a basis for risk comparisons and should contribute to further characterisation of the human risk of exposure to these ethers. The in vivo biotransformation of the ethers will be studied in a dynamic exposure chamber and 6 individuals (three males and three females) will be exposed to 2 concentrations of each of the ethers (5 and 40 ppm for 4 hours). Blood and urine will be collected before the exposure and at predetermined intervals over 48 h after the end of the exposure. Five rats of each sex will be exposed to the ethers under identical conditions. Parent ethers and relevant metabolites will be quantified in the blood samples and relevant metabolites in the urine samples collected. Ether metabolites in urine will be identified by NMR studying the biotransformation of 13C- labelled ethers and quantified by GC/MS. In vitro, thel beiotransformation of the ethers will be studied in liver microsomes (a human liver bank characterized for cytochrome P450 activities with samples from 16 donors is available) and the cytochrome P450 enzyme responsible for the oxidation of the ethers (and potential metabolites) will be identified by the use of P450 enzyme specific inhibitors, inhibitory antibodies and correlation of the rates of ether metabolism with the rates of oxidation of P450 enzyme specific substrates. This laboratory has completed similar studies on CFC-replacements and on trichloroethene (sponsored by the German Occupational Health Council) and is presently using an identical approach comparing the biotransformation of perchloroethene (sponsored by the US EPA).
Das Projekt "Auswirkungen von Dioxinen auf Tiere im Suesswasser-Oekosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zoologisches Institut, Lehrstuhl Spezielle Zoologie durchgeführt. Erster Abschnitt (1.10.89-31.12.91): a) Auswirkungen von TCDD auf die Oogenese laichbereiter Weibchen von Brachydanio (Laicherfolg, Befruchtungsrate, Ontogenese); b) Auswirkungen einer Kontamination von Eiern und Embryonen; c) Aufnahme, Verbleib und Ausscheidung von TCDD (radioakt mark Substanz) an laichenden Fischen; d) Induktion fremdstoffmetabolisierender Enzyme (P-450) nach Belastung adulter Brachydanio mit TCDD. Zweiter Abschnitt (1.1.-31.12.92): a) Weitergabe von TCDD ueber Fischnaehrtiere an Fische; b) Auswirkungen von TCDD auf die Spermiogenese, Befruchtungsrate und Verhalten der Spermien; c) Pruefung eines moeglichen Biomonitoring (Induktion P-450) an Fischen aus verschiedenen Teilen des Landes. An Zebrabaerblingen wurden die toxischen Auswirkungen von 2,3,7,8-TCDD auf die Fortpflanzung und Oogenese untersucht. Die Fische erhielten mit der Nahrung jeweils 1,5,10 oder 20 ng/Fisch verabreicht. Bei Konzentrationen von mehr als 5 ng war das Ablaichen stark beeintraechtigt oder wurde ganz eingestellt. Die Zahl der abgelegten Eier sank stark ab. Die behandelten Weibchen zeigten ein wasting-syndrom (vermindertes Koerpergewicht). Bei den Embryonen entstanden letale Anomalien (100 Prozent Mortalitaet). Die Entwicklung reifer Oozyten unterblieb und die Zahl der atretischen Follikel nahm zu. Die Elimination und Verteilung von (3H)-TCDD in en Organen und Geweben des Zebrabaerblings wurde ueber eine Zeitspanne von 70 Tagen ermittelt. Waehrend in allen anderen Organen Belastungsmaxima nach 1 bis 8 Tagen erreicht wurden mit nachfolgender Elimination, stieg die Belastung der Ovarien bis zum siebzigsten Tag stetig an und erreichte ein Drittel der Gesamtbelastung des Fisches. Diese Belastung wurde abgebaut ueber die Gelege; nach 4 Gelegen hatten die Fische ca 50 Prozent der Belastung abgegeben. Bei TCDD-Konzentrationen von 1,5 und 15 ng/Fisch kam es zu zahlreichen 'Gelegeausfaellen'. Als Ursache werden Stoerungen der Oogenese durch TCDD vermutet. Untersuchungen zum Fremdstoffmetabolismus zeigten, dass Zebrabaerblinge auf TCDD mit einer starken Induktion des Cytochrom P450-Isoenzyms LM4B reagieren. Dies wurde in aehnlicher Weise schon mit verwandten Verbindungen bei anderen Fischarten beobachtet. Die Weitergabe von (3H)-TCDD in der Nahrungskette wurde in einem Modellversuch geprueft. Dazu wurde verwendet: Kontaminiertes Fallaub der Schwarzerle, Bachflohkrebse, die sich von diesem Fallaub ernaehren, und junge Regenbogenforellen, die diese Krebschen gezielt fingen. Die Ergebnisse zeigen, dass es ueber die ausgenommenen Fischnaehrtiere rasch zu einer Anreicherung von TCDD im Organismus kommt. Die Verteilung im Fischkoerper entspricht bereits innerhalb von 8 Tagen der Verteilung nach langfristiger und unterschiedlicher Exposition. Die Ergebnisse sind von Bedeutung fuer die Bewertung der Dioxinwirkung: Die gemessenen Wirkkonzentrationen liegen um mehrere Groessenordnungen unter den bekannten Lethalkonzentrationen...
Das Projekt "Teilprojekt 3: Etablierung des Testsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ECT Ökotoxikologie GmbH durchgeführt. Acute and chronic fish tests are performed for the registration of chemicals, pesticides, biocides and pharmaceuticals. While the fish embryo test has been developed as an alternative to the acute fish test, so far no alternatives for chronic fish tests are available. Therefore, the fish embryo test with the zebrafish (Danio rerio) was extended by an additional endpoint, the analysis of differential expression of marker genes, genes that are sensitive to toxicants. The objective is to replace chronic fish tests, such as the fish early life stage test, or to reduce the number of fish used in these tests. A test protocol for the gene expression Danio rerio embryo test (Gene-DarT) was established based on reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), gel electrophoresis and densitometric analysis of the gels. Using this protocol, the effects of 14 substances on expression of 7 marker genes were investigated. All tested substances significantly affected the expression of at least one marker gene with cytochrome P450 1A (cyp1a) and heme oxygenase 1 (hmox1) being most sensitive. For most tested substances, lowest observed effect concentrations (LOECs) derived with the Gene-DarT differ by a factor of less than 10 from LOEC-values of fish early life stage tests with zebrafish. However, for some substances, larger differences were observed. These results indicate that gene expression analysis in zebrafish embryos could principally be used to predict effect concentrations in the fish early life stage test, but that there is still a need to improve the Gene-DarT.
Das Projekt "Teilprojekt 10" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Zoologie, Abteilung V Morphologie & Ökologie, Arbeitsgruppe Aquatische Ökologie und Toxikologie durchgeführt. Plastikmaterialien sind ubiquitär in Ökosystemen nachzuweisen; sie sind zumeist schlecht abbaubar, und Verwitterungsprozesse führen zu Fragmenten, die als Mikroplastik (MP) im Mikro m- bis mm-Bereich von Suspensions- und Sedimentfressern in Nahrungsnetze gelangen. MPs können aufgrund von Additiven per se toxisch sein, sie können aber auch persistente Substanzen (PPs) anreichern. Die Ziele von MiWa bestehen darin, (1) eine einheitliche Methodik zur Bestimmung der Abundanz von MP in Süßgewässern zu entwickeln, (2) verschiedene Umweltsysteme gezielt auf Quellen, Senken und den Verbleib von MPs zu untersuchen, sowie (3) toxikologische und ökotoxikologische Untersuchungen zu Effekten von MPs und PPs mit Testsystemen unterschiedlicher Komplexität und Trophiestufen durchzuführen. Ziel des Verbundes MiWa ist die nachvollziehbare und übergreifende Bewertung von MPs im Wasserkreislauf. Das Ziel des vorgeschlagenen Teilprojekts B4 besteht darin, den etablierten Modellorganismus Zebrabärbling (Danio rerio) für den Nachweis potentiell adverser Wirkungen von Mikroplastikpartikeln und partikelassoziierten Schadstoffen auf Fische zu etablieren, wobei aus Tierschutzgründen vor allem mit Embryonen gearbeitet wird. Die Wirkung von direkt aus dem Wasser aufgenommenen MPs und PPs wird mit der Aufnahme entlang von einfachen Modellnahrungsketten verglichen. Als weitere tierversuchsfreie Systeme werden Zellkulturen eingesetzt, um grundlegende Prozesse der Aufnahme und Wirkung von MPs und PPs zu verstehen. Die toxikologischen Endpunkte umfassen Embryo-, Neuro-, Cyto- und Gentoxizität sowie Teratogenität, Induktion von Cytochrom P450 und endokrine Wirkungen.
Das Projekt "Interaktionen von Nitrosaminen und Cytochrom p-450" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Toxikologie durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen durchgeführt. Das Projekt erschließt neuartige Grundlagen für die Nutzung pflanzlicher Enzymsysteme in industriellen Produktionssystemen. AELMON ist das Akronym für 'Artifizieller ELektronentransfer und pflanzliche Monooxygenasen als Basis innovativer Katalysesysteme'. Der wissenschaftliche Hintergrund ist die industrielle Nutzung einer Familie von Pflanzenenzymen - den so genannten P450-Enzymen, deren herausragende Eigenschaften schon seit langem bekannt sind, die sich aber bisher nicht wirtschaftlich für chemische Synthesen einsetzen lassen. 'Durch die Mitarbeit in diesem Projekt kann sich die Autodisplay-Technologie weiter als Lösungsansatz für die Darstellung schwierig zu handhabender Enzyme wie den P450-Enzymen positionieren,' sagt Dr. Ruth Maas, Geschäftsführerin der Autodisplay Biotech. Das Projekt stellt für die Firmenstrategie der Phytowelt, Know-how der Pflanzenbiotechnologie für neue, zum Teil überraschende Anwendungsgebiete einsatzfähig zu machen, einen wichtigen Meilenstein dar. 'Die spezielle Thematik besetzt die Schnittstelle zwischen Grüner und Weißer Biotechnologie und hat das Potenzial, völlig neue Wertschöpfungsketten zu erschließen,' kommentiert Dr. Peter Welters, Geschäftsführer der Phytowelt das Projekt. Ein wesentlicher Schwerpunkt der im Projektrahmen zu untersuchenden Systeme ist die Biosynthese eines Terpens, dessen potente pharmakologische Eigenschaften es bereits in den Fokus der Krebsforschung gerückt haben. Ein weiteres Teilprojekt wird die Untersuchung neuer Synthesemethoden von Grundbausteinen für innovative Kunststoffe mit Premiumeigenschaften sein. Besonderes Innovationspotenzial bezieht AELMON aus neuartigen Verfahren zur Produktion der P450-Enzyme bei den Partnern Uni Münster und AutoDisplay, aber auch aus der geplanten Entwicklung eines neuen biotechnologischen Verfahrens unter Einsatz der Elektrochemie. Die Kombination von Elektrochemie und Biokatalyse stellt einen Forschungsschwerpunkt der DECHEMA dar, der das Design besonders nachhaltiger Produktionsprozesse mit P450-Monooxygenasen zum Ziel hat.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max Rubner-Institut Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel, Institut für Sicherheit und Qualität bei Milch und Fisch durchgeführt. Der zentrale Ostatlantik ist eine der wichtigsten Fisch-Herkunftsregionen für den europäischen Markt, darunter auch für Deutschland (Brashares et al. 2004). Dementsprechend wurden die Fangmengen seit 1950 etwa um das 10fache gesteigert, verbunden mit einem Rückgang von Beständen sowohl in Küstengewässern als auch offshore (FAO 2007). Neben einigen anderen Nationen sind vor allem EU-Fischereifahrzeuge in westafrikanischen Gewässern präsent (Kaczynski and Fluharty 2002). Die im Vergleich zu Gewässern der gemäßigten Breiten hohe Artenvielfalt und das häufige Fehlen jeglicher Fischereikontrollen führt immer wieder zur Fehldeklaration von importierten Fischereiprodukten. Um die vorgeschriebenen Handelsbezeichnungen effektiv überprüfen zu können, müssen zum einen geeignete Nachweisverfahren vorhanden sein und zum anderen notwendige Vergleichsdaten oder Standards, d.h. Referenzfische zur Verfügung stehen. Durch Forschungsarbeiten der vergangenen Jahre stehen dem Max Rubner (MRI)- und Thünen-Institut (TI) geeignete genetische Nachweisverfahren zur Verfügung, die eine Identifikation hinsichtlich der Fischart sicher ermöglichen. Das Thünen-Institut für Fischerökologie verfügt aufgrund ausgedehnter Sammlungstätigkeit der letzten zehn Jahre über ausreichend Probenmaterial der wichtigsten kommerziell genutzten westafrikanischen Arten, die es erlauben, erstmalig eine Referenzdatenbank aufzubauen, die sowohl für die Veterinär- und Verbraucherschutzbehörden des Bundes als auch der Länder von erheblichem Nutzen wäre. Ziel dieses Arbeitspaketes ist es, gemeinsam mit der Firma Impetus GmbH & Co aus Bremerhaven eine umfangreiche und international abrufbare Datenbank zur Identifizierung und Rückverfolgbarkeit von westafrikanischen Fischarten und daraus hergestellten Fischerzeugnissen mittels molekularbiologischer Nachweisverfahren zu erstellen. Die Genamplifikation erfolgt mittels universeller Primer, die in zahlreichen Fischtaxa verwendet wurden. Insgesamt sollen vier Gene von ca. 400 Fischarten amplifiziert werden. Das MRI wird das 389 Nukleotid umfassende DNA-Segment aus dem Rhodopsingen RH1 amplifizieren und sequenzieren. Das Arbeitspaket des TI beinhaltet die PCR-Amplifikation und teilweise Sequenzierung bestimmter Abschnitte der mitochondrialen Gene Cytochrom-c-Oxidase I (COX) und Cytochrom b (Cytb) sowie eines nukleären Gens. Zusätzlich erarbeiten das TI und Impetus GmbH & Co gemeinsam mit dem Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis der Universität Oslo in einem Next-Generation-Sequencing-Verfahren SNP-Marker zur Entwicklung eines Herkunftsnachweises auf Basis einer SNP-chip-Technologie für den Gelbflossenthun (Thunnus albacares).
Das Projekt "Vergleich des Stoffwechsels von Tetrachlorethylen in Ratten und Menschen: ein Versuch zur verbesserten Bestimmung der Risiken einer Tetrachlorethylenexposition fuer den Menschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Tetrachloroethylene (TETRA) is a widely used solvent and, due to its volatility and resistance to degradation, a widely distributed environmental contaminant. TETRA shows only low acute toxicity, but was found to be tumorigenic in rodents causing liver tumors in mice and kidney tumors in male rats. The chronic toxicity of TETRA is due to bioactivation reactions. Two different bioactivation pathways of TETRA have been elucidated. TETRA is oxidized by cytochrome P-450 or conjugated with glutathione by glutathione S-transferases. Oxalic acid and trichloroacetic acid are stable metabolites formed by oxidation with cytochrome P450 and represents the major urinary metabolite of TETRA in rats and in humans. Reduction of trichloroacetic acid yields trichloroethanol, which may be excreted by glucuronic acid conjugation and has been identified as urinary metabolite in rats. The bioactivation mechanisms likely responsible for TETRA nephrotoxicity, which may also be involved in renal tumor formation in rats have been elucidated. The formation of S-(1,2,2-trichlorovinyl)glutathione (TCVG) in the liver is catalysed by glutathione S- transferases. TCVG is excreted with bile and further metabolized by gamma-glutamyltransferase and dipeptidases to S- (1 ,2,2-trichlorovinyl)-L-cysteine (TCVC), which is acetylated after reabsorption to give N acetyl-S-(1,2,2-trichloro- vinyl)-L-cysteine (N-Ac-TCVC). This S-conjugate is accumulated in the kidney and may be excreted in the urine. N- Ac-TCVC is a metabolite of TETRA found in rats. No information on the biosynthesis and excretion of S-conjugates in TETRA metabolism in humans in vivo is available; one study in in vitro subcellular fractions of one human liver failed to demonstrate the formation of TCVG. TCVC is mutagenic in several strains of Salmonella typhimurium induces unscheduled DNA-synthesis in cultured renal cells and is toxic to rat kidney cells. It is cleaved by cysteine conjugate beta-lyase, which is present in human renal epithelial cells, to yield pyruvate, ammonia, and dichlorothio- ketene. Dichlorothioketene is presumed to be the ultimate metabolite responsible for the mutagenic and nephro- toxic effects of TETRA by reaction with macromolecules. To obtain information about the formation of mercapturic acids and its relevancy for his use as biomarker for TETRA exposure, controlled exposures of humans and rats were planned. The formation and excretion of N-Ac-TCVC, trichloroacetic acid, trichloroethanol and dichloroacetic acid was quantified after exposure of rats and humans to 10, 20 and 40 ppm TETRA for 6 h by inhalation to simulate occupational exposure. The concentrations used were lower than the limit for occupational TETRA exposure in the German MAK-list. Experiments under the same exposure conditions with male and female rats permit a comparison on the relative excretion of these metabolites in humans and rats and are thus a basis for risk comparisons. The result of these studies will be published in
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Pflanzen sind 'grüne' Fabriken, die mehr als 200.000 bioaktive Naturstoffe produzieren (z.B. Artemisinin, Taxol und Thapsigargin), bei deren Synthese Cytochrom P450-Monooxygenasen (P450) eine Schlüsselrolle spielen. Die P450-Enzyme sind die größte Protein-Familie in Pflanzen, deren Gene bei einigen Pflanzen bis zu 1 Prozent der Erbinformation ausmachen. Entsprechend umfangreich und vielfältig sind die Substratspezifitäten und das katalytische Potential dieser pflanzlichen Enzyme. Dennoch stehen pflanzliche Monooxygenasen bisher nicht für eine technische Nutzung zur Verfügung. Unzureichende Verfügbarkeit der Enzyme, Schwierigkeiten bei der rekombinanten Expression sowie unbekannte bzw. nicht exprimierbare Redoxpartner sind die Haupthinderungsgründe. Die kosteneffiziente Bereitstellung des benötigten Cofaktors NAD(P)H stellt eine weitere Herausforderung für die technische Nutzung der Enzyme dar. Hier können elektrochemische Ansätze innovative, erfolgversprechende Lösungen für neue ressourceneffiziente (Bio)-Prozesse liefern. Über die Realisierung der direkten Ankopplung pflanzlicher Monooxygenasen an einen artifiziellen elektrochemischen Elektronentransfer soll im Rahmen des Projektes, das an der Schnittstelle der grünen und weißen Biotechnologie positioniert ist, die technologische Basis für die künftige Nutzung des geschilderten katalytische Potential der pflanzlichen P450 - Enzyme geschaffen werden.
Das Projekt "Entwicklung von Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen und Metalloiden aus Grundwasser und Boden unter Verwendung von metallabbauenden Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Munters Euroform GmbH durchgeführt. Objective: Problems to be solved: The presence of toxic Heavy Metals and Metalloids (HMM) in the environment greatly affects the quality of water and chain-food. In contrast to most organic pollutants, HMM are never degraded. The aim of the present proposal is to develop a number of bioprocesses, based on the activity of sulphate- and metal-reducing bacteria (SMRB), to prevent HMM pollution in water bodies by assessing and minimizing HMM pollution originating from contaminated sites. The possibility to treat efficiently and economically the metal-contaminated waters will contribute to meet one of the major demands of European citizens, namely the provision of affordable high quality water, while maintaining the integrity of ecosystems. Scientific objectives and approach: More precisely, the proposal objectives are (1) to obtain improved biological tools (bacteria and enzymes), and (2) to develop new, cost-effective and reliable technological alternatives for removing HMM from ground waters and soils. In order to achieve the above-mentioned project objectives, the technical work consists of the following four main tasks: - Improved biological tools for metal and sulphate reduction. This work will include the selection of sulphate- and metal-reducing bacterial stains (SMRB), and the improvement of the cytochrome efficiency. - Monitoring of biological processes. New biocaptors with whole cells or enzymes (cytochromes) will be built and used to monitor bioavailable metal content, and new methods will be developed to analyze the bacterial communities. - Development of methods for the treatment of HMM pollutants in ground waters and soils. Direct and indirect reduction of the HMM with the SMRB will be exploited at laboratory scale in order to propose specific remedial strategies for each particular and actual contamination problem. The direct reduction of HMM by SMRB will be applied to ground waters using bioreactors (pump and treat) and also to soils after excavation, pulping or heaping, and inoculation (on site leaching). The indirect reduction of HMM by sulphate-reducing bacteria will be applied to ground waters using bioreactors (pump and treat). In situ active barriers will be used for soil pore waters. - Technical feasibility and economic assessment of the treatment of HMM in ground waters and soils. Modelling and simulation of the retained processes will follow setting up in-situ and on site pilot operations. Expected impacts: The present project proposes the development of processes more efficient and less expensive than classical methods to remove metals from contaminated water and soil. This purpose converges with the trends of the new Water Framework Directive, setting the objectives for water protection well into the next century. Direct and indirect mechanisms of metal reduction by SMRB should produce high quality water... Prime Contractor: Bureau de recherches geologiques et minieres, process department; Orleans.
| Origin | Count |
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| Bund | 63 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 62 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 62 |
| unknown | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 62 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 36 |
| Lebewesen & Lebensräume | 63 |
| Luft | 35 |
| Mensch & Umwelt | 63 |
| Wasser | 42 |
| Weitere | 63 |