Das Projekt "Entwicklung und Validierung eines Caenorhabditis elegans Biomonitortests auf DNA-Ebene (Transcriptionsebene) zur Pruefung von Arzneimitteln, Bioziden und anderen Umweltchemikalien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Biologie - Ökotoxikologie und Biochemie durchgeführt. Im Rahmen der Novellierung des Arzneimittelgesetzes vom September 1998 und der anstehenden Umsetzung der EG-Biozid-Richtlinie in nationales Recht offenbart sich die Notwendigkeit gerade im terrestrischen Bereich, die Methodenentwicklung voranzubringen, da kaum geeignete Methoden vorhanden sind, um die gesetzlich vorgeschriebene Pruefung auf Umweltvertraeglichkeit zu realisieren. Ziel des FuE-Vorhabens ist es, Abhilfe zu schaffen und ein Testsystem zum Pruefen von Tier- und Humanarzneimitteln sowie von Bioziden auf ihre Umweltvertraeglichkeit im terrestrischen Bereich einzufuehren. In dem Vorhaben soll mit einem Vertreter der Invertebraten (Caenorhabditis elegans, Nematode, Bodenbewohner) die Steigerung der Entgiftungsleistung durch Chemikalien (gemessen als Induktion von Cytochrom P450 Genen) auf DNA-Ebene (auf der Stufe der m-RNA) untersucht werden. Das Genom von Caenorhabditis elegans ist vollstaendig sequenziert und zeigt im Bereich der Entgiftungsleistung viele Uebereinstimmungen zum Saeugergenom. Das Cytochrom P450 System ist ein zentrales Enzymsystem fuer die Entgiftung von Umweltschadstoffen, Medikamenten, Bioziden, etc. Die vermehrte Induktion von Cytochrom P450 Genen ist als Mass fuer den Stresszustand der Bodenbewohner infolge Schadstoffbelastung zu werten. Zusaetzlich soll die Induktion vor Hitzeschockgenen als Stressindikator erfasst werden. Parallel dazu werden herkoemmliche Reproduktionstests mit C. elegans im Boden-, Wasser- und Eluattestsystem durchgefuehrt, um vergleichende Aussagen ueber das Auftreten subletaler Effekte, d.h. die Vermehrung und Nachkommen betreffende Effekte, in umweltrelevanten Konzentrationen zu erhalten. Das Projekt soll in vier Phasen untergliedert werden: 1. Phase: Testung der biologischen Aktivitaet von einzelnen, umweltrelevanten Arzneimitteln und Bioziden auf DNA-Ebene und im Reproduktionstest. Vergleich der Ergebnisse. 2. Phase: Untersuchung weiterer Stressanzeiger im Genom von C. elegans. 3. Phase: Auswertung der ersten und zweiten Phase, um Dosis-Wirkungs-Beziehungen aufzustellen. Diese sollen analysiert werden, um Geninduktionen, die fuer bestimmte Chemikaliengruppen spezifisch sind, zu erfassen. Die Ergebnisse sollen in einer Datenbank erfasst werden. 4. Phase: Validierung des Testsystems mit ausgesuchten Arzneimitteln und Bioziden.
Das Projekt "Mechanismen der anticarcinogenen und tumorpromovierenden Eigenschaften von Antioxidantien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesgesundheitsamt, Max von Pettenkofer-Institut durchgeführt. Antioxidantien, die wegen ihrer Radikalfaengereigenschaften als Lebensmittelzusatzstoffe und in der industriellen Fertigung eingesetzt werden, gelten in der wissenschaftlichen Literatur als potentielle Anticarcinogene. Demgegenueber sind in den letzten Jahren tumorigene und tumorpromovierende Eigenschaften von mindestens zwei synthetischen Antioxidantien - BHA und BHT - bekannt geworden. Das Projekt dient der Klaerung der Wirkungsmechanismen der Schutzwirkung auf der Ebene der Induktion von Entgiftungsenzymen und der Radikalfaengereigenschaften gegenueber aktiven Sauerstoffspezies sowie der Mechanismus der tumorigenen Wirkung auf der Ebene der Zelltransformation. Ziel ist eine Abwaegung der guenstigen biologischen Effekte gegen die toxikologisch bedenklichen Effekte fuer die einzelnen technologisch verwendeten Antioxidantien. Dazu wird ein Vergleich der Antioxidantien BHA, BHT, Propyl- (Octyl-, Dodecyl-)gallat, Ethoxyquin und alpha-Tocopherol vorgenommen hinsichtlich a) ihrer Radikalfaengereigenschaften gegenueber Lipoperoxyradikalen und anorganischen Sauerstoffradikalen; b) ihrer Induktionswirkung auf Monooxygenasereaktionen und auf entgiftende Enzyme des Carcinogenstoffwechsels; c) ihrer Schutzwirkung gegen zelltransformierende Modellcarcinogene; d) ihrer eigenen transformationsausloesenden Aktivitaet ('Initiationswirkung'); e) ihrer Faehigkeit, die durch ein Modellcarcinogen ausgeloeste Zelltransformation zu steigern ('Promotionswirkung').
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Erfassung funktioneller hydrolytischer Netzwerke in Biogasanlagen mittels Microarraytechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Bodenökologie (IBOE) durchgeführt. Da Hemicellulose und Cellulose einen großen Anteil an den vergärbaren Inhaltsstoffen der lignocellulosehaltigen Biomasse (LCB) ausmachen, ist der Nachweis der Induktion von intra- und extrazelluläre Cellulasen (Endoglucanasen, Exoglucanasen, Cellobiosephosphorylase, Cellodextrinphosphorylase ect.) von besonderem Interesse. Ziel des Projektes ist es daher ein Nachweissystem für die entsprechenden Gene und Transkripte auf der Basis der sogenannten Mikorarraytechnologie zu validieren und im Rahmen der geplanten gemeinsamen Beprobungen einzusetzen. Erster Schritt soll die Herstellung eines Mikroarrays (Biochips) zur Erfassung der mikrobiellen Abbauleistung für polymere Zucker sein. Im zweiten Schritt soll die Validierung des Mikroarrays erfolgen. Hierbei soll das Erkennungsspektrum der Sonden unter den verwendeten Hybridisierungsbedingungen detailliert ausgetestet werden, Ergebnisse über die Induzierbarkeit ganzer Gencluster sind für die Steuerung eines effizienten optimierten Betriebes von Biogasanlagen eine wichtige Voraussetzung.