Das Projekt "Gensonden - Teilprojekt 2: Mikrobiologie und Screening" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WFM Wasserforschung Mainz GmbH durchgeführt. Der konventionelle Nachweis von faekalindizierenden Mikroorganismen in Trinkwasser benoetigt mehrere Tage. Als erfolgreiche Alternativen wurden bereits immunologische Verfahren entwickelt. Bislang nicht mit Immunoassays erfassbare Bakterien wie die in der novellierten Trinkwasserverordnung mit einem Grenzwert belegten Enterokokken (faekale Streptokokken) koennen mit markierten Gensonden nachgewiesen werden. Es ist geplant, Enterokokken in Trink- und Rohwasser mit gegen RRNA gerichteten Gensonden unter Verwendung verschiedener Anreicherungs- und Amplifizierungsverfahren zu detektieren, um den Nachweis innerhalb eines Tages durchfuehren zu koennen. In einer Vorphase ist der Vergleich zwischen immunologischem und Gensonden-Nachweis von Enterobacteriaceae geplant, um die prinzipielle Anwendbarkeit von Gensonden fuer die Trinkwasseruntersuchung zu ueberpruefen.
Das Projekt "TV: BAKTOX-Rolle der Bakterien bei der Toxinbildung Mariner Algen, Schwaemme und Protozoa- Teilprojekt: GENTAB-Genetische Untersuchungen der verwandtschaftl. Beziehungen ausgewaehlter toxischer Algen u. ihrer potenziellen toxischen Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Im TEPS II, TP BAKTOX werden Bakterien aus Dinoflagellaten und Schwaemmen auf dem natuerlichen Milieu angepassten Naehrmedien isoliert, um den Anteil der kultivierbaren Bakterien zu erhoehen. Die Bakterien werden durch ein Toxinscreening (PSP-DSP- und Ichtyotoxine) untersucht. Auf einer Forschungsfahrt werden die Tests des Fruehwarnsystems eingesetzt. Fuer die Gewinnung von Toxinstandards werden Massenkulturen toxischer Dinoflagellatenklone gezuechtet. Teilprojekt GENTAB wird ausgewaehlte toxische und nicht-toxische Arten/Staemme von Prymnesionsphyten- und Dinoflagellatenalgen, sowie toxische Bakterien mit Hilfe von Sequenzvergleichen an ribosomaler RNA charakterisieren. Wir werden Prymnesiophytengene und -proteine von Chrysochromolina polyepis, die an der Toxinbildung beteiligt sind, isolieren. Auch ist die Weiterentwicklung unserer Gensonden zu einem vermarktungsfaehigen Produkt als Bestandteil eines Fruehwarnsystems fuer toxische Algenblueten geplant.
Das Projekt "Einfluss von Störsubstanzen auf die bakterielle Nitrifikation im Abwasser - Untersuchungen mit Hilfe der Fluoreszenz in-situ Hybridisierung (EISBANA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Karlsruhe (TH), Engler-Bunte-Institut, Bereich Wasserchemie und DVGW-Forschungsstelle durchgeführt. Die Nitrifikation stellt einen wichtigen Stoffwechselvorgang in der Abwasserbehandlung dar. Die Phylogenie der für die Nitrifikation verantwortlichen Bakterien konnte in den letzten Jahren näher beschrieben werden. Es ist jedoch teilweise noch wenig darüber bekannt, welche Faktoren für eine stabile Betriebsweise der Nitrifikation notwendig sind bzw. welche Faktoren für eine Störung oder einen Zusammenbruch der Nitrifikationsleistung verantwortlich sind. Das geplante Forschungsvorhaben hat zum Ziel, mit Hilfe der Fluoreszenz in-situ Hybridisierung eine detaillierte Analyse der Populationszusammensetzung der Nitrifikanten durchzuführen. Bei diesem Verfahren werden die Organismen mit fluoreszierenden Gensonden markiert und anschließend mittels Fluoreszenz-Mikroskopie unterschieden. Schwerpunkt liegt dabei auf Abwassersystemen, die durch industrielle Einleitungen beeinflusst sind. Somit soll der Einfluss toxischer, refraktärer oder anderer Schadstoffe sowie von Salzfrachten betrachtet werden, wie sie für Produktionsabwässer typisch sind. Prioritäre Stoffklassen und abwasserrelevante Parameter stehen dabei im Vordergrund. Die vertiefte Kenntnis über bevorzugte Milieubedingungen unterschiedlicher Nitrifikantenpopulationen soll eine verbesserte Anpassung des Abwasserbehandlungsprozesses sowie verfahrenstechnischer Parameter erlauben.
Das Projekt "Marine Naturforschung: Kultivierung von Schwammzellen in vitro als Basis fuer eine kontrollierte und effiziente Gewinnung von bioaktiven Substanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie durchgeführt. In der Literatur wurde bereits ueber erfolgreiche Etablierungen von Schwammzellkulturen berichtet. Diese Beitraege stellten sich jedoch als fehlerhaft heraus. Es wurden nicht Schwammzellen kultiviert, sondern mit ihnen vergesellschaftete Einzeller wie Amoeben. Die Ursache dieser Fehlversuche war das Fehlen von geeigneten Markern fuer Schwammzellen. Die bisher einzigen Publikationen, die verlaesslich erste Schritte zu einer erfolgreichen Zellkultur aufweisen, stammen von unserer Gruppe: Kultivierung von Zellen der Schwaemme Suberites domuncula und Ephydatia muelleri. Permanente Schwammzellkulturen konnten wir jedoch noch nicht begruenden. Aufbauend auf den von uns hergestellten monoklonalen Antikoerpern und Gensonden und den in der Abteilung vorhandenen methodischen sowie technischen Voraussetzungen sind wir optimistisch, dass uns eine permanente Kultivierung in naher Zukunft glueckt. Langfristiges Ziel: Etablierung von permanenten Schwammzell-Kulturen in vitro. Ausgangspunkt: Bisher wurde gezeigt, dass Schwaemme eine reiche Quelle fuer bioaktive Substanzen darstellen. Die Verfuegbarkeit von Schwammzell-Kulturen stellt eine Voraussetzung zur Nutzung von Schwaemmen als Rohstoffquelle dar. Schwerpunkte der geplanten Untersuchungen: Etablierung der optimalen Kulturbedingungen fuer permanente Schwammzellkulturen. Hierzu werden biochemische sowie molekularbiologische Methoden eingesetzt. Durch die Etablierung von Methoden zur Kultivierung von Schwammzellen wuerde auch eine dauerhafte Gewinnung der Naturstoffe aus Schwaemmen unter gleichzeitigem Erhalt der Biodiversitaet moeglich.
Das Projekt "Selektion und Quantifizierung von PAK-metabolisierenden Mischkulturen in hochbelasteten Abwaessern durch die Korrelation molekularbiologischer und kultureller Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Professur für Mikrobiologie der Recycling-Prozesse durchgeführt. Der mikrobielle Abbau von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) durch Mischkulturen in komplexen Reaktorsystemen laesst sich nur analytisch-chemisch anhand der Abnahme des Substrats oder durch den Nachweis entstehender Abbauprodukte verfolgen. Biologische Tests fuer die qualitative und quantitative Bestimmung des Biodegradations-Prozesses, z.B. der direkte Nachweis der enzymatischen Aktivitaet, fehlen. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Ermittlung des genetischen Potentials und der funktionellen Aktivitaet von mikrobiellen Lebensgemeinschaften fuer den PAK-Abbau durch Kombination von molekularbiologischen Arbeitsmethoden wie der Gensonden-Technik mit der klassischen mikrobiologischen Vorgehensweise. Am Beispiel des Phenathrenabbaus soll versucht werden, das genetische Potential fuer diesen katabolischen Stoffwechselweg mittels spezifischer Gensonden zu erfassen.
Das Projekt "Entwicklung einer neuen Optimierungsstrategie fuer anaerobe Reaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik I durchgeführt. Grundsaetzliches Ziel: Der anaerobe Reinigungsprozess in einem Festbettreaktor soll nicht nur anhand chemischer sondern auch mikrobiologischer Parameter verfolgt werden. Die Ergebnisse sollen dann zur Optimierung der Reinigungsleistung und Biogasausbeute herangezogen werden. Teilziele: 1. Anwendung von Gensonden, 2. Fruehzeitige Erkennung von Hemmeffekten auf bestimmte Bakteriengruppen, 3. Vergleich unterschiedlicher Traegermaterialien, 4. Aktivitaetsbestimmung von Bakterien in der suspendierten und der adhaerierten Biomasse, 5. Leistungsoptimierung durch Anpassung der Milieubedingungen an die Beduerfnisse der jeweils lokal erforderlichen Mikroorganismen.
Das Projekt "Untersuchungen zur biologischen Sicherheit bei der Freisetzung leistungsgesteigerter makroplasmidtragender Mikroorganismen in natuerlichen Habitaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie, Abteilung Biotechnologie durchgeführt. Bei dem Projekt handelte es sich um eine Auftragsforschung des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle, das vom Umweltministerium des Landes Sachsen-Anhalt gefoerdert und von der Arbeitsgruppe Bakteriendiagnostik der Abt. Biotechnologie der Universitaet Leipzig zusammen mit dem Institut fuer Molekulare und Zellbiologie der Universitaet Tartu, Estland, bearbeitet wurde. Im Rahmen der genetischen Sicherheitsforschung sollten Untersuchungen zur Verbreitung und Wirkung von gentechnisch nicht veraenderten Pseudomonas putida Staemmen, die zur Dekontamination von anthropogen verursachten phenolischen Verunreinigungen an mehreren Stellen in Estland ausgebracht worden waren, durchgefuehrt werden. Am Beispiel dieser genetisch nicht markierten Staemme, die keine besonderen Sicherheitsmassnahmen erfordern, sollten vor allem molekulare, d.h. genetische, Nachweismethoden erprobt und angewendet werden. Durch eine Kombination von phaenotypischen Methoden und molekularen Techniken konnte der ausgebrachte Stamm in Umweltproben nachgewiesen werden. Zugleich wurde nachgewiesen, dass der ausgebrachte Stamm im betreffenden, waessrigen Oekosystem nicht persistiert.
Das Projekt "Isolierung, Charakterisierung und Klassifizierung neuer oder unterrepraesentierter Actinobakterien und Weitergabe zur Pruefung biologischer Leistungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ADW - Zentralinstitut für Mikrobiologie und Experimentelle Therapie durchgeführt. Aus unterschiedlichen Biotopen wird unter selektiven Bedingungen eine moeglichst grosse Zahl von Actinobakterien isoliert. Um neue und unterrepraesentierte zu entdecken und zu beschreiben, werden gemaess einem Algorithmus bei fortschreitender Eliminierung redundanter Staemme alle relevanten taxonomischen Marker untersucht: Koloniehabitus, Wachstumszyklen, Abbauleistungen, Phagensensibilitaet, Peptidoglykantyp, Zucker, Menachinone, Mycolsaeuren, Fettsaeuren, Phospholipide, G und C Molprozent der DNS. Die entstehende Datenbase wird unter Einbeziehung von Referenzstaemmen numerisch- taxonomisch bearbeitet. Bisher unbekannte Actinobakterien werden klassifiziert und publiziert. Ausgewaehlte Staemme werden auf allen Stufen der Bearbeitung in andere BMFt-Projekte zur Erkennung gesuchter oder neuer biologischer Leistungen eingespeist. Mit der DNS-Sondentechnik wird ein neuer Zugang zur Taxonomie und Oekologie der Actinobakterien angestrebt.
Das Projekt "Aufbau eines molekularbiologischen Gesamtnachweises von hygienisch relevanten Mikroorganismen in Roh- und Trinkwasser ueber Gensonden nach Anreicherung ueber spezifisch beschichtete Magnetpartikel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WFM Wasserforschung Mainz GmbH durchgeführt. Schnelle und empfindliche molekularbiologische Methoden werden zunehmend als Ergaenzung oder Alternative zur konventionellen mikrobiologischen Diagnostik eingesetzt. Fuer die Anwendung solcher Verfahren in der Wasseranalytik ist allerdings eine Anpassung an die speziellen Anforderungen dieses Fachbereiches unumgaenglich. Aufbauend auf den Erfahrungen aus vorhergehenden Projekten soll ein schnelles und sicheres Nachweisverfahren fuer einige hygienisch relevante Mikroorganismen aus Wasserproben entwickelt werden. Grundlage fuer die Detektion der ausgewaehlten Mikroorganismen sind spezifische Gensonden. Die Anreicherung der Keime aus Wasserproben soll ueber spezifisch beschichtete superparamagnetische Partikel, einer in der bakteriologischen Wasseranalytik neuartigen Technik, erfolgen. Nach einer Entwicklungsphase zur Festlegung der Reaktionsbedingungen soll die erarbeitete Methodik zu einem Gesamtkonzept optimiert werden, so dass ein differenzierter Nachweis aus einem Ansatz heraus moeglich ist. Ein solches praxisnahes Testsystem soll die Grundlage fuer eine umfassende und flexible hygienische Trinkwasseranalyse darstellen.
Das Projekt "Entwicklung eines Stammidentifizierungssystems zum schnellen Nachweis pathogener Mikroorganismen mit Hilfe der Polymerese-Ketten-Reaktion (PCR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Tiefbau-Berufsgenossenschaft durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, schnellere und bessere Nachweismethoden fuer Mikroorganismen durch den Einsatz von Gensonden zu entwickeln. Fuer die klassische Methode liegt der uebliche Zeiteinsatz fuer die Aufbereitung und Bearbeitung bei mindestens ein bis zwei Wochen. Dies erschwert in vielen Bereichen ein schnelles Erkennen von Schwachpunkten und damit die unverzuegliche Einleitung von Arbeitsschutzmassnahmen. Durch den Einsatz von Gensonden zu Identifizierung pathogener Keime bei der Bodensanierung soll eine zuverlaessige Keimbestimmung innerhalb von Stunden moeglich.
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