Das Projekt "Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Osnabrück, Abteilung Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, den Einfluss des Bodentyps, von organischem Dünger sowie der Einarbeitung von belasteten Pflanzenresten in den Boden für die Aufnahme und Verteilung von Salmonella enterica und enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC) in die Nutzpflanzen aufzuklären. Die Ziele des Vorhabens sind in drei Gruppen unterteilt: i) Etablierung von Methoden für den spezifischen Nachweis von Salmonella und EHEC in pflanzlichen Geweben und im Boden; ii) Untersuchung von Faktoren die den Umfang der Besiedlung von Nutzpflanzen mit Humanpathogenen beeinflussen. Aufgrund der bestehenden Gefährdung für den Verbraucher wird die Besiedelung von Kopfsalat und Feldsalat untersucht; und iii) Risikoeinschätzung für den Verbraucher. In dem Teilvorhaben wird die Bedeutung der genetischen Ausstattung von Salmonella enterica und EHEC bei der Kolonisierung von Pflanzen und der Übertragung über pflanzliche Lebensmittel untersucht. Dabei soll die Rolle von diversen Adhäsionsfaktoren durch gezielte Deletion oder experimentell kontrollierte Expression analysiert werden. Kolonisierung von Wurzel- und Blattgewebe, Biofilmbildung und Persistenz werden dabei quantifiziert (AP2). Der Effekt des Kontakts von S. enterica mit Pflanzengeweben wird über die Veränderungen des Transkriptoms bestimmt. Eine Kollektion von S. enterica Deletionsmutanten wird mit Plasmiden zur Expression von GFP oder dsRed markiert und deren Verbreitung in der Pflanze wird durch konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit der von Wildtypstämmen vergleichen (AP3). Die Daten zum Zusammenhang zwischen genetischer Ausstattung von S. enterica und EHEC Stämmen und der Übertragungen durch pflanzliche Lebensmittel stellen einen Faktor der Risikoeinschätzung dar (AP4).
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Chemische Fabrik Budenheim KG durchgeführt. Die weltweiten Phosphaterz-Vorkommen werden in den nächsten 100 bis 300 Jahren erschöpft sein. Strategien zur Minimierung des Phosphateinsatzes und des Phosphatrecyclings aus ungenutzten Phosphor-Abfallströmen müssen daher entwickelt werden. Wir haben mit Partnern bereits einen Prozess erarbeitet, um kurzkettiges Polyphosphat (Kettenlänge kleiner als 40 Untereinheiten) aus dem ungenutzten Phosphor-Abfallstrom Rapsschrot-Presskuchen herzustellen. In MeY4bioPP wird dieser Prozess durch genetische Optimierung des produzierenden Saccharomyces cerevisiae-Stamms wirtschaftlich tragbar gestaltet. Das Ziel wird die Produktion von langkettigem Polyphosphat (Kettenlänge größer als 60 Untereinheiten) mit hohem Ertrag und bisher unerreicht hohem Anteil an der Biomasse sein. Die genetische Optimierung umfasst a) zielgerichtete Deletion oder Überexprimierung von Enzymen des Polyphosphat-Stoffwechsels, b) das Screening einer Einzel-Gen-Deletions-Stammsammlung und c) Globales Transkriptionsmaschinerie Engineering, um gleichzeitig die Expressionsstärke vieler Gene zu modifizieren. Zusätzlich werden potentielle Anwendungen und Zielindustrien für langkettiges Polyphosphat identifiziert. Der Projektverbund besteht aus der Arbeitsgruppe Blank am Institut für angewandte Mikrobiologie - iAMB der RWTH Aachen (Deutschland) und der Chemischen Fabrik Budenheim (Budenheim in Deutschland). Mit dem MeY4bioPP Prozess wäre es erstmalig möglich finanziell tragbar und bio-basiert das neue Produkt langkettiges Polyphosphat herzustellen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Aachen University, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Lehrstuhl für Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. Die weltweiten Phosphaterz-Vorkommen werden in den nächsten 100 bis 300 Jahren erschöpft sein. Strategien zur Minimierung des Phosphateinsatzes und des Phosphatrecyclings aus ungenutzten Phosphor-Abfallströmen müssen daher entwickelt werden. Wir haben mit Partnern bereits einen Prozess erarbeitet, um kurzkettiges Polyphosphat (Kettenlänge kleiner als 40 Untereinheiten) aus dem ungenutzten Phosphor-Abfallstrom Rapsschrot-Presskuchen herzustellen. In MeY4bioPP wird dieser Prozess durch genetische Optimierung des produzierenden Saccharomyces cerevisiae-Stamms wirtschaftlich tragbar gestaltet. Das Ziel wird die Produktion von langkettigem Polyphosphat (Kettenlänge größer als 60 Untereinheiten) mit hohem Ertrag und bisher unerreicht hohem Anteil an der Biomasse sein. Die genetische Optimierung umfasst a) zielgerichtete Deletion oder Überexprimierung von Enzymen des Polyphosphat-Stoffwechsels, b) das Screening einer Einzel-Gen-Deletions-Stammsammlung und c) Globales Transkriptionsmaschinerie Engineering, um gleichzeitig die Expressionsstärke vieler Gene zu modifizieren. Zusätzlich werden potentielle Anwendungen und Zielindustrien für langkettiges Polyphosphat identifiziert. Der Projektverbund besteht aus der Arbeitsgruppe Blank am Institut für angewandte Mikrobiologie - iAMB der RWTH Aachen (Deutschland) und der Chemischen Fabrik Budenheim (Budenheim in Deutschland). Mit dem MeY4bioPP Prozess wäre es erstmalig möglich finanziell tragbar und bio-basiert das neue Produkt langkettiges Polyphosphat herzustellen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften durchgeführt. RhabdoFerm nutzt die Fähigkeit von Bakterien der Gattungen Photorhabdus und Xenorhabdus zur Produktion von Naturstoffen und entwickelt spezielle Stämme beider Bakterienarten, die eine ökonomische und nachhaltige Produktion wertvoller Naturstoffe aus Gram-negativen Bakterien erlauben. Damit werden die so erzeugten Stämme komplementär zu bereits etablierten Produktionsstämmen insbesondere für Biosynthese Gencluster aus GC-reichen Mikroorganismen (z.B. Streptomyceten oder Pseudomonaden) sein. Ziel von RhabdoFerm ist: (i) Die Reduktion der Genome von drei Modellstämmen um größer als 10% durch Identifizierung und Deletion aller Gene, die nicht relevant für die Naturstoff Produktion sind. (ii) Die Deletion aller eigenen Naturstoff Biosynthese Gencluster in diesen Modellstämmen, um eine stark vereinfachte Isolierung der Naturstoffe zu ermöglichen. (iii) Die Entwicklung eines günstigen Produktionsmediums basierend auf Reststoff-Strömen, um so die Produktionskosten für Naturstoffe weiter zu reduzieren. (iv) Die Nutzung der optimierten Stämme und optimierten Wachstumsbedingungen, um pharmazeutisch und biotechnologisch relevante Naturstoffe als Proof-of-concept zu produzieren.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. RhabdoFerm nutzt die Fähigkeit von Bakterien der Gattungen Photorhabdus und Xenorhabdus zur Produktion von Naturstoffen und entwickelt spezielle Stämme beider Bakterienarten, die eine ökonomische und nachhaltige Produktion wertvoller Naturstoffe aus Gram-negativen Bakterien erlauben. Damit werden die so erzeugten Stämme komplementär zu bereits etablierten Produktionsstämmen insbesondere für Biosynthese Gencluster aus GC-reichen Mikroorganismen (z.B. Streptomyceten oder Pseudomonaden) sein. Ziel von RhabdoFerm ist: (i) Die Reduktion der Genome von drei Modellstämmen um größer als 10% durch Identifizierung und Deletion aller Gene, die nicht relevant für die Naturstoff Produktion sind. (ii) Die Deletion aller eigenen Naturstoff Biosynthese Gencluster in diesen Modellstämmen, um eine stark vereinfachte Isolierung der Naturstoffe zu ermöglichen. (iii) Die Entwicklung eines günstigen Produktionsmediums basierend auf Reststoff-Strömen, um so die Produktionskosten für Naturstoffe weiter zu reduzieren. (iv) Die Nutzung der optimierten Stämme und optimierten Wachstumsbedingungen, um pharmazeutisch und biotechnologisch relevante Naturstoffe als Proof-of-concept zu produzieren.
Das Projekt "Teilvorhaben 2/1: Erprobung und Vergleich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Unternehmensgruppe Technischer Überwachungsverein Süddeutschland, TÜV Energie- und Systemtechnik durchgeführt. Das Projekt ist Teil eines Verbundvorhabens, bei dem es um die Entwicklung neuer Testverfahren zur Analyse biologischer Effekte durch umweltgefaehrdende Stoffe im Boden geht. Als Testorganismen werden Bodenbakterien verwendet, mit denen sich Toxizitaet und Mutagenitaet belasteter Boeden direkt messen lassen. Das vorliegende Teilprojekt konzentriert sich auf die Analyse mutagener (gentoxischer) Effekte. Dafuer werden Reportergensysteme entwickelt und eingesetzt, deren Inaktivierung durch alle Arten von Mutationen (Punktmutationen, Deletionen, Insertionen) erfolgen und positiv selektioniert werden kann. Die Verfahren zur Ermittlung mutagener Agenzien in Boeden mit diesem bakteriellen Reportersystem sollen weitgehend standardisiert werden. Die Validierung der hier und in den Parallelprojekten des Verbundvorhabens entwickelten Reportergensystemen soll durch ausfuehrliche Analysen im Vergleich mit etablierten oekotoxikologischen Testverfahren erfolgen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Erprobung und Vergleich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Unternehmensgruppe Technischer Überwachungsverein Süddeutschland, TÜV Energie- und Systemtechnik durchgeführt. Das Projekt ist Teil eines Verbundvorhabens, bei der es um die Entwicklung neuer Testverfahren zur Analyse biologischer Effekte durch umweltgefaehrdende Stoffe im Boden geht. Als Testorganismen werden Bodenbakterien verwendet, mit denen sich Toxizitaet und Mutagenitaet belasteter Boeden direkt messen lassen. Das vorliegende Teilprojekt konzentriert sich auf die Analyse mutagener (genotoxischer) Effekte. Dafuer werden Reportergensysteme entwickelt und eingesetzt, deren Inaktivierung durch alle Arten von Mutationen (Punktmutationen, Deletionen, Insertionen) erfolgen und positiv selektioniert werden kann. Die Verfahren zur Ermittlung mutagener Agenzien in Boeden mit diesem bakteriellen Reportersystem sollen weitgehend standardisiert werden. Die Validierung der hier und in den Parallelprojekten des Verbundvorhabens entwickelten Reportergensysteme soll durch ausfuehrliche Analysen im Vergleich mit etablierten oekotoxikologischen Testverfahren erfolgen.
Das Projekt "Der moegliche Beitrag praezygotischer Exposition durch Roentgenstrahlung und chemische Karzinogene zum Auftreten von Tumoren, der Aktivierung von Onkogenen und der Inaktivierung von Suppressorgenen bei der Nachkommenschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medizinische Hochschule Hannover, Abteilung für Experimentelle Pathologie durchgeführt. Is has been subject for controversial discussion for many years whether preconceptional parental exposure to some environmental or industrial chemicals as well as to ionizing radiation leads to an increased tumour incidence in progeny of the exposed persons. The proposed study will provide indications (in the F1 descendants of the CBA/J mouse strain) of the extent to which the tumour rate and spectrum may be influenced, by exposure of the male parent to X-radiation or a chemical carcinogen/mutagen prior to conception. The mating of males with untreated females at three time points after exposure to X-rays or urethane (ethyl carbamate) will imply the fertilization by sperm cells exposed to carcinogenic mutagenic agents at three different stages of spermatogenesis. The carcinogens (X-rays and urethane) chosen for the treatment of the male mice are effective in multigeneration carcinogenesis studies. As lung tumours are rather common in several mouse strains and can be induced by many agents, the mouse lung will be one of the preferential targets of the genetic transmission of a cancer risk. Other potential target organs are the liver and skin. Urethane is one of the most widely studied carcinogens/promoters used in such models. It is known to substantially increase the incidence and to accelerate the time of appearance of lung tumours even after one single application. In the project it is proposed to divide F1 descendants from males exposed prior to mating with untreated females into two groups: one left untreated to observe the consequence of prezygotic exposure per se, and the other to be exposed to a tumour promoter (urethane). The latter group will allow the clarification of whether the prezygotic exposure of the male parent has or has not modified the response of the F1 group to the exposure to another carcinogen as well as to a tumour promoter. This is of particular relevance, since humans are certainly exposed during their lifetime to a variety of promoters to the point that, in most instances, the exposure to promoters may represent the rate limiting factors for human tumours. Thus, the study design fulfils the concept of multistage and multifactorial carcinogenesis, in which the prezygotic exposure to a carcinogen acts as an initiating event and the postnatal exposure to promoting agents may be the stimulus to manifest the carcinogenic effects. Apart from the routine histopathological examinations, molecular biological analyses of the rat oncogene mutations will be performed, using DNA from the lung, liver and skin tumours, as well as from normal tissues. These analyses will be useful not only in examining a possible mutation of germ cell oncogenes, but also in differentiating 'induced' tumours from 'spontaneous' tumours. Additional to the analyses of oncogene mutations, inactivation mechanisms (mutations and deletions) of tumour suppressor genes, ie of the retinoblastoma (Rb)-gene or the p53-gene, will be investigated...
Das Projekt "Functional analysis of genes and enzymes involved in biofilm formation - Structural modifications of the expolysaccharide PIA and peptidoglycan in Staphylococcus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Mikrobielle Genetik durchgeführt. In numerous reports of the past two decades, it has been shown that especially biofilmforming staphylococci cause a new infection that is best described as 'chronic polymer-associated infection'. By genetic analysis we could show that two cell wall structures, the Polysaccharide Intercellular Adhesin PIA, alpha beta-1.6-linked N-acetylglucoseamine polymer, and the peptidoglycan, play a rote in biofilm formation. PIA is partially de-acetylated and we want to find out which gene and enzyme is responsibte for this reaction and how deacetylation alteres the physico-chemical properties of PIA, the bacterial growth and biofilm formation, and the biological activity of PIA especially immune modulation. IcaB is the most likely candidate for PIA de-acetylation, however, the final enzymatic prove is still lacking. In a search for biofilm-negative mutants we identified a new gene which we named tentatively oatA because it shows similarity to peptidoglycan 0-acetylases. The corresponding deletion mutant lacks biofilm formation an polystyrene or glass surface and is also sensitive to lysozyme, an important defense enzyme of the innate immune system. We plan to compare the peptidoglycan structure of wild-type and AoatA by HPLC/MS-analysis and to purify and characterize the OatA enzyme. The two topics deal with the modulation of two different cell wall structures, namely PIA and peptidoglycan. Although the structures are different, the studied genes, icaB and oatA, share some common features: They are both important for biofilm formation and the corresponding enzymes may catalyze related reactions de-acetylation (IcaB) and acetylation (OatA).
Das Projekt "GABI RYE-FROST: Nutzung der allelischen und phänotypischen Diversität für Frosttoleranz in Winterroggen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Roggen (Secale cereale L.) ist unter den kleinkörnigen Getreidearten diejenige mit der höchsten Frosttoleranz und daher sehr gut als Modellobjekt zur Erforschung der genetischen Grundlagen der Frosttoleranz geeignet. Das Projekt erforscht die allelische und phänotypische Diversität für Frosttoleranz in Roggen - eine wichtige Voraussetzung für die genetische Verbesserung dieses Merkmals. Die Projektziele sind daher i) die Untersuchung der genetischen Grundlagen der Frosttoleranz in Roggen, ii) die Analyse von Kandidatengenen, die an der Ausprägung der Frosttoleranz beteiligt sind auf DNA-Sequenzebene, iii) die Bestimmung des Kopplungsungleichgewichts innerhalb und zwischen Kandidatengenen, iv) die Nutzung der Sequenzinformationen in einer Kandidatengen-basierten Assoziationskartierung, und v) die Identifizierung vorteilhafter Allele zur Entwicklung von molekularen Markern für die markergestützte Selektion von Roggenzuchtmaterial. Das untersuchte Pflanzenmaterial besteht aus vier osteuropäischen Populationen und einer mitteleuropäischen Population. Da Roggenpopulationen in der Regel selbstinkompatibel sind wurden 15-68 Pflanzen je Population auf eine selbstkompatible Inzuchtlinie ausgekreuzt. In den insgesamt 201 heterozygoten S0-Pflanzen ist damit jeweils ein Gamet der Ausgangspopulationen repräsentiert. Dies erleichtert die Bestimmung der Haplotypen auf DNA-Ebene. Die S0-Pflanzen wurden geselbstet um S1- bzw. S1:2-Pflanzen zu erhalten. Diese wurden über drei Jahre in mehreren Feldversuchen in Osteuropa und Kanada sowie in einer semi-kontrollierten Umwelt und in Klimakammern auf Frosttoleranz getestet. Insgesamt wurden zwölf Kandidatengene in den 201 S0-Pflanzen sequenziert und die Sequenzdiversität bestimmt. Roggen zeichnet sich durch eine hohe Sequenzdiversität aus und es wurden für die zwölf Kandidatengene 170 DNA-Sequenzpolymorphismen in Form von 161 SNPs ('single nucleotide polymorphisms') und 9 kurzen Insertionen/Deletion mit einer Allelfrequenz kleiner 0,05 gefunden. Es wurde festgestellt, dass das Kopplungsungleichgewicht in Roggen innerhalb weniger hundert Basenpaare abgebaut wird. Da Roggen ein Fremdbefruchter ist, waren diese Befunde zu erwarten. Die phänotypischen Daten der Roggenpopulationen wurden varianzanalytisch verrechnet und zusammen mit den DNA-Sequenzen in einer Kandidatengen-basierten Assoziationskartierung analysiert. Für mehrere SNPs wurde eine Assoziation mit dem Merkmal Frosttoleranz in den drei Phänotypisierungsplattformen gefunden. In weiteren Analysen sollen die allelischen Effekte der SNPs sowie die mögliche Interaktion zwischen Genen genauer untersucht werden. Für die markergestützte Selektion sollen vorteilhafte Allele der Kandidatengene identifiziert werden. In einer genomweiten Assoziationsstudie soll außerdem mit einem SNP Genotypisierungsarray mit über 5000 SNP-Markern, der im Projekt GABI RYE-EXPRESS entwickelt wurde, nach weiteren Genomregionen gesucht werden, die Frosttoleranz beeinflussen.
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| Bund | 21 |
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| Boden | 11 |
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