Zielsetzung: Flusskrebse sind Ökosystemingenieure und haben als solche einen großen Einfluss auf die biologische Vielfalt von Süßgewässern und das Funktionieren von Ökosystemen. Leider sind die Populationen der einheimischen Flusskrebse in ganz Europa stark rückläufig. Die größte Bedrohung für die Krebse sind die zunehmenden Populationen invasiver nordamerikanischer Krebse, die Überträger des Erregers der Krebspest, Aphanomyces astaci, sind. Dieser Oomycet gehört zu den 100 schlimmsten invasiven Arten weltweit und hat zur Ausrottung ganzer Flusskrebspopulationen in Europa geführt, was massive Auswirkungen auf das Funktionieren von Ökosystemen hat. Daher ist die Untersuchung der Frage, wie europäische Flusskrebse der Krebspest widerstehen können, von großer ökologischer Bedeutung für Deutschland und Europa. Lange Zeit wurde allgemein angenommen, dass wirbellosen Tieren ein Immungedächtnis fehlt. Bei Krebstieren wurden jedoch erste Beweise für ein Immungedächtnis durch Immune-Priming-Experimente erbracht. Der übergreifende Mechanismus hinter diesem Phänomen des Immungedächtnisses ist höchstwahrscheinlich mit epigenetischen Prozessen verbunden, d. h. mit Veränderungen, die auf der Ebene der Genexpression wirken. Das maternale transgenerationale Immunpriming (mTGIP) ist ein solcher epigenetischer Mechanismus, bei dem die Weibchen ihre Nachkommen auf die Abwehr von Krankheitserregern vorbereiten, mit denen sie selbst bereits in Berührung gekommen sind. Dieses mTGIP löst bei den Nachkommen die Expression bestimmter Abwehrgene aus, was zu einer ähnlichen Immunabwehr führt wie bei der Mutter. Unser Forschungsziel ist daher die Entwicklung und Anwendung eines Impfstoffs für weibliche Edelkrebse (Astacus astacus), der ihre Nachkommen durch mTGIP gegen die Krebspest schützt. Obwohl die Krebspest seit Jahrzehnten große ökologische Schäden in Deutschland und Europa anrichtet, wurde eine Behandlung zur Erzeugung einheimischer Krebse mit gestärktem Immunsystem bisher noch nicht erprobt. Die Verfügbarkeit von krebspestresistenten Besatzkrebsen würde den langfristigen Erfolg der Bewirtschaftungsmaßnahmen deutlich verbessern. Daher kann die vorgeschlagene Impfmethode als hoch innovativ und ökologisch relevant eingestuft werden. Ein positives Ergebnis dieses Impfansatzes wäre ein Meilenstein für die Bewirtschaftung von Süßwasserkrebsen, da es den Erfolg von Besatzmaßnahmen massiv steigern würde.
Pflanzen verfügen über vielfältige Mechanismen zum Schutz vor Pathogenbefall oder Umweltstress. Dabei weisen pflanzliche Abwehrsysteme Ähnlichkeiten zum angeborenen Immunsytem von Säugern auf, bei dem Stickoxid (NO) eine Schlüsselrolle spielt. Auch in Pflanzen finden sich wichtige Komponenten der durch NO induzierten Signalübertragung. NO aktiviert Abwehrgene und ist beteiligt an programmiertem Zelltod und an der Abwehr von Pathogenen. Das vorgeschlagene Projekt hat zum Ziel, die Signalübertragung durch NO in Tabak und Arabidopsis zu erforschen und die Rolle von NO bei der Abwehr von Pathogenen zu klären. (1) Ein Schwerpunkt soll in der Aufklärung der Signalübertragung durch NO und der Aktivierung von Abwehrgenen liegen. Es soll geklärt werden, ob NO als mobiles Signal dient, und ob andere Signalmoleküle (z.B. Salicylsäure) in die NO-Signalübertragung integriert sind. (2) Um die Bedeutung von NO für die Regulation von Abwehrmechanismen zu klären, sollen Expressionsprofil und Expressionsdynamik von NO-induzierten Genen durch DNA-ChipTechnologie analysiert werden. Diese neuartige Technik wird auch Aufschluss über eine etwaige Vernetzung der NO-Signalübertragung mit pflanzlichen Hormonsystemen liefern. Die Erforschung der Signalübertragung durch NO in Pflanzen kann unser Verständnis von Resistenzmechanismen vertiefen und zur Entwicklung pathogen-resistenter Pflanzen beitragen.
Aktuelle Klimamodelle prognostizieren bis zum Jahr 2100 einen Anstieg der Lufttemperaturen im globalen Durchschnitt um 1-4°C. Ziel dieses Projektes ist es den Einfluss des Klimawandels auf Pflanze-Pathogen Interaktionen und im speziellen auf das pflanzliche Immunsystem zu studieren um die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen gegen Krankheiten in einem sich verändernden Klima zu verbessern. Wir werden die Auswirkungen des Klimawandels auf die Immunität von Nutzpflanzen an isogenen Paprika-Genotpyen untersuchen, die funktionell unterschiedliche klonierte Resistenzgene (R/r) tragen. Wir werden drei verschiedene Arten von r/R-Genen untersuchen: 1) NLR-Typ R-Proteine, die am häufigsten vorkommende R-Protein-Klasse, welche mikrobielle Effektorproteine erkennen und Immunreaktionen auslösen, die typischerweise eine hypersensiblen Zelltodreaktion (HR) der Pflanze bedingen. 2) R-Gene vom Executor-Typ, die mikrobielle Effektorproteine über Bindelemente ihrer Promotoren erkennen, was Expression des Executor-R-Gens bedingt und eine HR auslöst. 3) Wirtssuszeptibilitätsgene (S-Gene), die der Erreger zur Vermehrung benötigt und die, wenn sie mutiert sind, eine rezessiv vererbte Resistenz gegen den Erreger verleihen. Wir werden zunächst über Experimente in Klimakammern klären, ob sich r/R Gene, die sich mechanistisch grundlegend unterscheiden, in Bezug auf die Thermotoleranz unterscheiden. Wir werden dann unlängst entwickelte Genome Editing-Ansätze verwenden, um thermotolerante Paprika R-Gene in das Tomatengenom zu integrieren. Um dein Einfluss des Klimawandels auf die pflanzliche Immunität und Xanthomonas unter Feldbedingungen zu untersuchen, werden wir ein Mehrgenerationen-Feldexperiment in OpenTop-Kammern durchführen, das die Klimaschwankungen zwischen den Jahreszeiten berücksichtigt. Insbesondere werden wir untersuchen, wie sich Temperaturschwankungen auf die Interaktion von Wirts-R-Genen mit Pathogen-Virulenzmechanismen auswirken, um die Infektionsdynamik von Pathogenen und Selektionsmuster auf Genebene zu hinterfragen. Das vorgeschlagene Projekt verfolgt einen synergetischen Ansatz, der Physiologie, Wirts-Pathogen-Dynamik und die Anwendung neuartiger Genome-Editing-Tools kombiniert, um klimaresistentere Nutzpflanzen zu entwickeln.
Im Institut fuer Medizin (IME) wurde ein 3-Compartmentmodell der Phagozytose eines 99m-Tc-markierten Testcolloids in v. Kupfferschen Sternzellen der Leber des Menschen entwickelt. Durch Compartmentanalyse koennen die entsprechenden Uebergangsraten sowie der Zeitverlauf der Phagozytose beim Menschen in vivo bestimmt werden. Es werden Patienten mit metastasierenden Tumoren und Erkrankungen, an denen das Immunsystem beteiligt ist, untersucht.
ResiDevo zielt darauf ab, die Mechanismen zu verstehen, die der Diversität und Evolution der Krankheitsresistenz gegen nekrotrophe pilzliche Krankheitserreger in Pflanzen zugrunde liegen. Unsere Schlüsselhypothese, abgeleitet aus unseren vorläufigen Daten und evolutionären Theorien ist, dass viele QDR-Gene früh in der Evolution der Angiospermen entstanden sind und unterschiedliche Regulationsmechanismen erworben haben, die zu unterschiedlichen QDR-Reaktionen in modernen Pflanzenpopulationen führen. Das Ziel dieses Vorhabens ist es, globale Reaktionen auf nekrotrophe Pilze in Pflanzen aus zwei botanischen Familien zu vergleichen, um daraus allgemeine Regeln abzuleiten, die der Diversifizierung dieser Reaktionen auf verschiedenen evolutionären Skalen (intra- und interspezifisch) zugrunde liegen. Wir verfolgen vier Hauptziele, indem wir vergleichende Analysen an Pflanzenarten aus den Familien Brassicales (Arabidopsis thaliana und andere) und Solanales (Solanum chilense u.a.) und zwei Ascomyceten-Pathogenen mit ähnlicher Lebensweise (nekrotroph, foliar, asexuell) und kontrastierendem Wirtsspektrum (Generalist und Spezialist) als Organismen für diesen Ansatz.Wir werden: 1) Die intra- und interspezifische Variation in den QDR-Phänotypen der Pflanzen charakterisieren und die wichtigsten quantitativen Trait-Loci (QTLs) der Resistenz identifizieren. 2) Die Vielfalt der transkriptionellen Reprogrammierung während der QDR auf verschiedenen Ebenen dokumentieren: Spezies, Familie, Ordnung. 3) die Evolution von Sequenz und Expression von Genen, die auf Pilzpathogene reagieren, auf Populations-, Gattungs- und Familienebene untersuchen und 4) Schlüsselkomponenten der QDR validieren und die genomweiten Auswirkungen der Rekrutierung von Transkriptionsfaktoren in die QDR untersuchen.Diese interdisziplinäre Arbeit wird noch einzigartige Datensätze für evolutionäre Studien von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen erzeugen, einschließlich: 1) Phänotypische Diversität auf einer vergleichbaren Skala für verschiedene Pflanzen, die mit Pilzen aus zwei verschiedenen Klassen der Ascomyceten inokuliert wurden. 2) Ein bisher einzigartiger Transkriptomik-Datensatz, der es erlaubt, eine Reihe wichtiger theoretischer Vorhersagen zu testen und nach Genen zu suchen, die zum QDR-Phänotyp in verschiedenen Spezies beitragen. 3) Vollständige evolutionäre Analysen von pathogen-responsiven Genen in verschiedenen Pflanzenlinien und 4) Eingehende funktionelle Charakterisierung der Rolle einiger Transkriptionsfaktoren in QDR und der genomweiten Konsequenzen ihrer natürlichen Sequenz-/Regulationsdiversifizierung.ResiDEvo wird zu konzeptionellen Fortschritten bei der Evolution des pflanzlichen Immunsystems führen. Es wird die Rolle neuartiger Resistenzmechanismen, die über zwei botanische Familien hinweg konserviert sind, identifizieren und validieren und dank der Daten, die an einbezogenen kultivierten Arten generiert wurden, vielversprechende Anwendungsperspektiven bieten.
Das Netzwerk 'Membran-Aufbau' hat zum Ziel, die Abhängigkeit der Lipidkomposition biologischer Membranen von der Verfügbarkeit langkettiger, mehrfach ungesättigter Fettsäuren aus der Nahrung zu ergründen und die immunologische Bedeutung dieser Modulierbarkeit zu beleuchten. Hierzu werden folgende Fragestellungen durch das Netzwerk untersucht: I.) Werden ungesättigte Fettsäuren bevorzugt in bestimmte Phospholipidklassen eingebaut? II.) Bestehen Unterschiede im Einbau von ungesättigten Fettsäuren zwischen verschiedenen Membrandomänen? III.) Welche Auswirkungen hat der Einbau ungesättigter Fettsäuren auf Membran-vermittelte Prozesse in vitro und in vivo? Das Netzwerk konzentriert sich hierbei auf die Untersuchung von Immunzellen. Auf diese Weise soll die Beeinflussbarkeit der Immunabwehr durch Nahrungslipide transparent gemacht und die Relevanz für die tierische/menschliche Gesundheit analysiert werden. Die Ergebnisse des Netzwerkes sollen in einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Hierzu werden zum Ende des Antragzeitraumes die gewonnenen Erkenntnisse in einem Symposium präsentiert. Zudem erfolgt die Dokumentation der Ergebnisse in Form eines Sammelbandes.
Seit dem 8. Januar 2003 ist die TU Dresden in das EMAS-Verzeichnis bei der IHK Dresden eingetragen und somit die erste technische Universität mit einem validierten Umweltmanagementsystem nach EMAS (Registrierungsurkunde). Die Validierung ist insbesondere auf den erfolgreichen Abschluss des Projektes 'Multiplikatorwirkung und Implementierung des Öko-Audits nach EMAS II in Hochschuleinrichtungen am Beispiel der TU Dresden' zurückzuführen. Mit der Implementierung eines Umweltmanagementsystems ist zwar ein erster Schritt getan, jedoch besteht die Hauptarbeit für die TU Dresden nun, das geschaffene System zu erhalten und weiterzuentwickeln. Für diese Aufgabe wurde ein Umweltmanagementbeauftragter von der Universitätsleitung bestimmt. Dieser ist in der Gruppe Umweltschutz des Dezernates Technik angesiedelt und wird durch eine Umweltkoordinatorin, den Arbeitskreis Öko-Audit, die Arbeitsgruppe Öko-Audit und die Kommission Umwelt, deren Vorsitzende Frau Prof.Dr. Edeltraud Günther ist, tatkräftig unterstützt. Die Professur Betriebliche Umweltökonomie arbeitet in dem Arbeitskreis und der Arbeitsgruppe Öko-Audit mit und steht dem Umweltmanagementbeauftragten jederzeit für fachliche Beratung zum Umweltmanagement zur Verfügung. Ein wesentlicher Erfolg der TU Dresden auf dem Weg zu einer umweltbewussten Universität ist die Aufnahme in die Umweltallianz Sachsen, die am 08. Juli 2003 stattgefunden hat. Informationen zum Umweltmanagementsystem der TU Dresden sind unter 'http://www.tu-dresden.de/emas' zu finden.
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