Das Projekt "Teilprojekte C-1, C-5 und C-6A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Risikobewertung durchgeführt. ZielePathogene Vibrionen in der marinen Umwelt sind potentielle, neu aufkommende Zoonoseerreger. Die Bewertung des Risikos für die Bevölkerung erfordert: - Erfassung des Vorkommens von pathogenen nicht-Cholera-Vibrionen in der Umwelt, in Handelsware und bei menschlichen Erkrankungen durch Sammlung von Daten aus Erkrankungen. -Aufbau einer Stammsammlung sowie Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von Virulenzfaktoren. - Ermittlung von Parametern, die das Auftreten, die Vermehrung und Übertragung von pathogenen Vibrionen in der Umwelt in Bezug zu Klimaprozessen fördern. - Ermittlung von Faktoren in der Lebensmittelkette, die die Belastung und Vermehrung von pathogenen Vibrionen in Lebensmitteln fördern. - Identifizierung von Markern (Genen oder Proteinen), die eine schnelle Detektion von pathogenen Vibrionen im klinischen Bereich, in der Lebensmittelproduktion und in der Umwelt ermöglichen.HintergründeDie Zahl der Infektionen mit pathogenen Vibrionen hat weltweit in den letzten Jahren zuge-nommen. Vibrionen sind Gram-negative Bakterien, die in Meeresgewässern und Flussmündungen weit verbreitet sind. Sie stellen eine der Hauptursachen von bakteriellen Durchfallerkrankungen dar, die durch den Verzehr von kontaminierten Meeresfrüchten und Fischprodukten verursacht werden. Die Zunahme von Vibrionen in marinen Organismen wird mit steigenden Wassertemperaturen aufgrund der globalen Erwärmung in Zusammenhang gebracht. Da gleichzeitig der globale Handel mit Fischprodukten und Meeresfrüchten wächst, ist ein Anstieg von Vibriosen bei Menschen zu erwarten. Die Entstehung neuer hochpathogener Klone von Vibrio parahaemolyticus in Südostasien und deren weltweite Verbreitung unterstreichen die Notwendigkeit der Forschung zu Vibriosen als 'emerging disease'. Da Vibrionen mesophile Bakterien sind, ist auch ihre Zunahme in Badegewässern in Perioden mit sehr warmem Wetter beobachtet worden, was die Wahrscheinlichkeit von Wundinfektionen durch Meerwasser-Kontakt erhöht.Das Forschungsnetzwerk wird durch eine Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus asiatischen und südamerikanischen Ländern mit hoher Inzidenz von Vibrio-Infektionen ergänzt. Das BfR ist verantwortlich für die internationale Zusammenarbeit im TP C-1 und übernimmt im TP C-5 den Aufbau einer zentralen Stammsammlung, die Entwicklung von MALDI-TOF-basierten Nachweisverfahren und die Untersuchung der Toxinbildung. Im TP C-6 wird eine quantitative Erhebung des Pathogenitätspotentials gegenüber marinen Vektororganismen und dem menschlichen Wirt durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: N2-Umsetzer und MALDI-TOF/MS Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V., Abteilung Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Die Gewinnung von Biogas aus nachwachsenden Roh- und landwirtschaftlichen Reststoffen ist wesentlicher Baustein einer nachhaltigen und CO2-neutralen Energieerzeugung. Verantwortlich für den anaeroben Abbau der Biomasse zu Biogas ist eine komplexe und dynamische Mikroflora bestehend aus einer Vielzahl von Bakterien und Archaeen. Die Mehrheit der beteiligten Mikroorganismen ist ebenso wie ihre Stoffwechselleistungen bislang nicht wissenschaftlich untersucht. Die Kenntnis der Biogas-Mikrobiologie wird jedoch als Schlüssel für die weitere technologische Optimierung der Biogasproduktion angesehen. Zur Aufklärung der mikrobiologischen Zusammenhänge gewinnen Hochdurchsatztechnologien zur DNA-Analyse zunehmend an Bedeutung. Jedoch sind die hiermit erhaltenen Datenmengen bislang nur ansatzweise auswertbar, da es häufig an Referenzdaten mangelt. Um die Hochdurchsatz-DNA-Analytik auch für die Biogasforschung zu erschließen, soll im Rahmen dieses Forschungsvorhabens eine Referenzdatensammlung für das Kern-('core') Mikrobiom von Biogasanlagen aufgebaut werden. 1. Auswahl und Beprobung von repräsentativen Biogasanlagen; 2. Etablierung neuartiger Verfahren zur Isolierung von Mikroorganismen aus Biogasreaktoren und Gewinnung von Isolaten; 3. Sequenzierung der Genome der Isolate und bioinformatische Auswertung; 4. Aufbau einer Referenzdatenbank für den Kernbestand an Mikroorganismen; 5. Etablierung einer zeitnahen Diagnostik des Reaktorzustandes mittels MALDI-TOF MS
Das Projekt "Untersuchung des Tanninabbaus in Böden mit MALDI-TOF-MS/MS und modernen Techniken der NMR-Spektroskopie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Bodenkunde durchgeführt. Die ökologische Bedeutung von kondensierten Tanninen im Nährstoffkreislauf von Waldökosystemen wird seit langem diskutiert. Hohe Tanningehalte der Streu führen zu einer Verlangsamung des Streuabbaus. Dies wird einmal auf die hemmende Wirkung von Tanninen auf das mikrobielle Wachstum und die Aktivität von Exoenzymen, aber auch auf die Festlegung von Kohlenhydraten und organischen Stickstoffkomponenten in schwerabbaubaren Tanninkomplexen zurückgeführt. Die hemmende Wirkung auf Mikroorganismen und das Bindungsverhalten der kondensierten Tannine ist vermutlich von der Molekülgröße der Tannine abhängig. Strukturelle und chemische Veränderungen dieser Stoffe während des Streuabbaus dürften sich daher wesentlich auf die Stickstoffverfügbarkeit im Boden auswirken. Ziel der geplanten Arbeiten ist es, diese Veränderungen zu erfassen. Hierzu soll die MALDITOF-MS/MS als moderne Technik zur Charakterisierung von Makromolekülen erstmals für diese Fragestellung eingesetzt werden. Die Analyse wird durch NMR-spektroskopische Charakterisierung der Tannine unterstützt. Die Ergebnisse sollen mit dem Proteinbindungsverhalten der Tannine und ihrer Umwandlungsprodukte in Beziehung gesetzt werden, um Informationen über die Eigenschaften von Polyphenolen zu erhalten, die für die Komplexierung von Proteinen notwendig sind. Weiter soll mit den erhobenen Daten die Verläßlichkeit klassischer und moderner Techniken zur Bestimmung des Tanningehaltes in Pflanzenstreu überprüft werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Hydrolytische Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie durchgeführt. 1. Ziele: Die Gewinnung von Biogas aus nachwachsenden Roh- und Reststoffen ist wesentlicher Baustein einer nachhaltigen und CO2-neutralen Energieerzeugung. Die für die Biogasgewinnung verantwortliche Mikroflora und ihre Stoffwechselleistungen sind bislang überwiegend nicht wissenschaftlich untersucht. Dies ist jedoch der Schlüssel für die Optimierung der Biogasproduktion. Zur Aufklärung der mikrobiologischen Zusammenhänge sind die erhaltenen Datenmengen aus Mangel an Referenzdaten nicht gut auswertbar. Um moderne DNA-Analytik auch für die Biogasforschung zu erschließen, soll eine Referenzdatensammlung für das Kern- ('core') Mikrobiom aufgebaut werden. 2. Arbeitsplanung: (1) Auswahl und Beprobung von repräsentativen Biogasanlagen; (2) Gewinnung von Isolaten für cellulolytische, acidogene, acetogene und stickstoffumsetzende Bakterien sowie für methanogene Archaea; (3) Etablierung neuer Verfahren zur Isolierung von Mikroorganismen aus Biogasreaktoren; (4) Sequenzierung der Genome der Isolate und bioinformatische Auswertung; (5) Sequenzierung von Metagenomen; (6) Datenabgleich und Aufbau einer Referenzdatenbank für das Core-Mikrobiom; und (7) Etablierung einer zeitnahen Diagnostik des Reaktorzustandes mittels MALDI-TOF/MS. Dies soll neue Erkenntnisse zur Biogas-Mikrobiologie liefern. Die entwickelte Referenzdatenbank wird ein wesentlicher Baustein für die effektive Anwendung von OMIK-Technologien zur weiteren Analyse und Optimierung der Biogas-Mikrobiologie sein.
Das Projekt "Forschung bei Fungizidresistenzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Umwelt durchgeführt. Natürlich vorkommende Fungizidresistenzen und Unempfindlichkeiten sollen als Modelle genutzt werden, um die Häufigkeit von Resistenzen, die der Resistenz zugrunde liegenden Mechanismen und das Übertragungsrisiko der Resistenzen zu untersuchen. Dazu werden natürlich vorkommende, fungizidresistente Hefen gesammelt, identifiziert und die Resistenzen charakterisiert. Mittels Genomdaten werden Resistenzgene gesucht und unbekannte Resistenzmechanismen werden mithilfe von Genom- und Transkriptionsanalysen untersucht. Resistente und sensitive Hefen werden unter selektiven und nicht-selektiven Bedingungen ko-kultiviert, um die Häufigkeit von Fungizidresistenzen sowie deren Übertragung und Entstehung zu bestimmen. Besonders berücksichtigt werden bei allen Untersuchungen medizinisch relevante Resistenzen bei Hefen.
Projektziele:
Isolation, Identifikation und Charakterisierung natürlich vorkommender, fungizidresistenter Hefen, sowie Mechanismus und Übertragungsrisiko von Fungizidresistenzen:
Isolation resistenter Hefen aus medizinischen und Umweltproben.
Quantifizierung der resistenten Population.
Identifikation mittels MALDI-TOF.
Charakterisierung der Resistenz.
Quantifizierung der Resistenz verschiedener Isolate gegenüber den wichtigsten fungiziden Wirkstoffklassen.
Mechanismus und Übertragungsrisiko von Fungizidresistenzen.
Auftretende Mutanten.
Resistenzmechanismen in sensitiven Stämmen.
Folgeaufträge, die sich aus den Resultaten der primären Aktivitätsziele ergeben, beispielsweise:
Untersuchung eines neu entdeckten Resistenzmechanismus.