Das Projekt "Untersuchungen der Produktion und Biosynthese von Bouvardin aus endophytischen Mikroorganismen einer in Mexiko beheimateten Heilpflanze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie, Fachgebiet Organische Chemie - Biologische Chemie durchgeführt. Im Rahmen des Projekts soll die Biosynthese des bizyklischen Hexapeptids Bouvardin aufgeklärt werden. Dazu folgen wir einer neuen Hypothese, die nicht wie ursprünglich angenommen als Produzenten die Pflanze Bouvardia ternifolia untersucht, sondern die auf der Pflanze endophytisch lebenden Mikroorganismen. Dazu werden die Mikroorganismen von unserem Kooperationspartner in Mexiko (die Pflanze wächst nur dort) von der Pflanze isoliert, vereinzelt und anschließend in unseren Laboren (TUB) untersucht. Dazu werden wir die Organismen in Schüttelkolben unter verschiedenen Anzuchtbedingungen (Temperatur, Medienzusammensetzung, Kultivierungsdauer etc. ...) in Kultur nehmen und sie anschließend nach etablierten Protokollen auf die Produktion von Bouvardin untersuchen. Nach der Identifikation von Bouvardin produzierenden Organismen werden diese sequenziert und mittels genome-mining die für die Produktion verantwortlichen Gene identifiziert. Diese Gene werden anschließend von genomischer DNA (im Falle eines prokaryotischen Organismus) bzw. von mRNA (im Falle eines eukaryotischen Organismus) kloniert und in etablierten Laborstämmen heterolog exprimiert. Die exprimierten Proteine werden anschließend mittels FPLC gereinigt. Dies soll die in vitro Produktion von Bouvardin ermöglichen. Parallel werden wir die für die Produktion von Bouvardin verantwortlichen Gene auch gleichzeitig im selben Organismus exprimieren um die in vivo Produktion zu ermöglichen.
Das Projekt "Bedeutung und Verbleib von Clostridium difficile und anderen neuartigen Erregern in landwirtschaftlichen Biogasanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Zentrale Analytik, Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen durchgeführt. Aus den oben genannten Fragestellungen leiten sich die Ziele des Verbundvorhabens der LfL mit dem 2122495 - Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) ab, die unter Nutzung der gemeinsamen Ressourcen und Beteiligung der Ressourcen des Instituts für Landtechnik und Tierhaltung der LfL (ILT) sowie der 2134030 - Universität Bielefeld (CeBiTec) bearbeitet werden sollen. Es gilt: (i) schnelle und spezifische molekularbiologische Nachweismethoden entsprechend dem Kenntnisstand insbesondere für C. difficile an der Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen der LfL (AQU) zu etablieren oder ggf. dort neu zu entwickeln. Entsprechend der zeitlichen Möglichkeit gilt dies auch für wichtige Toxin- und Antibiotikaresistenzgene von C. difficile, MRSA, ESBL-Enterobakterien und VRE,
(ii) eine belastbare Datengrundlage zum Vorkommen von C. difficile, MRSA, ESBL-Enterobakterien und nach Möglichkeit auch VRE sowie von relevanten Antibiotikaresistenzgenen in der Prozesskette landwirtschaftlichen Biogasanlagen in Bayern mit unterschiedlichem Substrateinsatz, aber insbesondere von tierischen Reststoffen, über die gesamten Prozessketten zu schaffen,
(iii) zu versuchen, einen horizontalen Gentransfer auf Mikroorganismen, die den Biogasprozess durchführen, abzuklären sowie
(iv) quantitative Daten für die Reduktion lebensfähiger C. difficile Einheiten im meso- und thermophilen Biogasprozess zu erarbeiten.
Das Verbundvorhaben zwischen den vier inhaltlich beitragenden Institutionen ist stark interdisziplinär ausgelegt. Die bearbeiteten Themenbereiche und Aktivitäten reichen vom Versuchs-Biogasanlagenbetrieb (ILT2a) und der Beschaffung von Proben von Praxisanlagen mit Übermittlung wichtiger Betriebs- und Prozessdaten (ILT2c) und der nasschemischen Prozessanalytik über die Entwicklung und den Einsatz mikro- und molekularbiologischer Analytik (AQU1c, LGL) bis hin zur massiven Sequenzierung von Metagenomen mit bioinformatischer Auswertung (CeBiTec). Dabei bringen die Partner ihre für die Aufgabenstellung spezialisierte Infrastruktur und ihr Know-how ein.
Das Projekt "Metatranskriptomische Analyse mittels RNASeq metabolischer Netzwerke in der Gesundheits- und Umweltforschung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein besseres Verständnis der Aktivitäten von mikrobiellen Gemeinschaften und deren Interaktionen unter realen Umweltbedingungen zu erlangen. Ein solches Verständnis ist nicht nur für einen Einsatz von Mikroorganismen zu Zwecken der Bioremediation und als das Pflanzenwachstum unterstützende Wirkstoffe notwendig, sondern auch für die Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung potentiell pathogener Mikroorganismen, da nur bei Vorhandensein entsprechender Kenntnisse zielgerichtet in natürliche komplexe Systeme eingegriffen werden kann. Dieses weitreichende Verständnis soll durch die direkte Sequenzierung von mRNA und hierdurch die Analyse des Transkriptoms von Repräsentanten der Stämme Cupriavidus pinatubonensis (Bioremediation), Burkholderia phytofirmans (das Pflanzenwachstum unterstützend) und Staphylococcus aureus (nokosomiales Pathogen) in Modellsystemen und des Metatranskriptoms in natürlichen Umweltproben (Bodenproben, humane Proben), in denen diese Organismen vorhanden sind und das Erstellen funktionaler Netzwerke erreicht werden. Arbeitspaket 1, Monat 1-12: Optimierung und Standardisierung von Protokollen zur mRNA Extraktion aus verschiedenen Umwelten. Arbeitspaket 2, Monat 1-12: Transkriptomanalyse in Modellsystemen. Arbeitspaket 3, Monat 9-24: Metatranskriptomische Überblicke über mikrobielle Gemeinschaften in Umweltproben. Arbeitspaket 4, Monat 9-24: Rekonstruktion funktionaler Netzwerke.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie durchgeführt. 1. Im geplanten Vorhaben soll ein existierender monoklonaler Antikörper für den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoff Benzo(a)pyren mit gentechnischen Methoden bzgl. Affinität und Selektivität optimiert und dadurch eine Verwendung zur Überwachung des Trinkwassergrenzwertes (10 ng/l) ermöglicht werden. 2. Basierend auf der isolierten mRNA aus der Hybridomalinie 22F12 (evtl. noch weitere aussichtsreiche Klone) wird eine Antikörperbibliothek aufgebaut. Die Herstellung der Antikörpertragenden Phagen soll in E.coli bzw. in Pilzen durchgeführt werden. Die Selektion geeigneter Bindungsmoleküle erfolgt mittels 'biopanning'. Dabei wird die Stringenz schrittweise erhöht. Die ausgewählten rekombinanten Antikörper werden anschließend detailliert bzgl. Affinität, Selektivität (Kreuzreaktion mit anderen PAKs) und Störanfälligkeit gegenüber Matrixeinflüssen (pH-Wert Effekte, Mineralisierung, Huminstoffe) charakterisiert und der resultierende ELISA optimiert. 3. Der/die generierten Rab soll/en kommerziell über die im Vorhaben beteiligte Firma verwertet werden. Es ist geplant, marktfähige Produkte innerhalb eines Jahres nach Abschluss des Vorhabens zu entwickeln.
Das Projekt "Entwicklung eines Real-Time-Reverse-Transcriptase-PCR-Verfahrens zum Nachweis von Clostridium-botulinum-(Typ A, B, E und F)-Neurotoxin-Produktion in Lebensmitteln als Alternative zum Mäuse-Bioassay" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde, Professur für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde durchgeführt. Projektziel war es, eine Ersatzmethode des bislang als 'golden standard' geltenden Mäuse-Bioassays ('Mäusetest') zum Nachweis von Clostridium botulinum-Neurotoxinen (Bont) in Lebensmitteln durch ein Real Time Reverse Transkriptase - PCR - Verfahren (Real Time RT - PCR) zu entwickeln. Clostridium botulinum (C. botulinum) ist ein obligat anaerobes, sporenbildendes Stäbchenbakterium, das zur Familie der Clostridiaceae gehört. Der weit verbreitete Erreger ist in der Lage, sieben verschiedene Neurotoxintypen (Bont/A-G) zu produzieren. Botulinumtoxine gelten als stärkste natürlich vorkommende Gifte, die beim Menschen und bei Tieren den Botulismus verursachen. Bei Lebensmittelvergiftungen stehen hauptsächlich die Typen A, B und E, seltener F, im Vordergrund, während bei den Tieren überwiegend die Typen C und D klinisch Botulismus hervorrufen können. Der klassische Nahrungsmittel-Botulismus ist eine lebensbedrohliche Intoxikation des Menschen. Nach einer Inkubationszeit von wenigen Stunden bis mehreren Tagen treten schwerwiegende Krankheitssymptome auf, die den Tod nach sich ziehen können. Die Untersuchung einer verdächtigen Lebensmittelprobe bedarf gemäß der DIN-Norm 10102/§ 64 LFGB, L 06.00-26 einer Anzahl von mindestens 54 Versuchsmäusen. Deshalb wurde als Alternativmethode ein Real Time Reverse Transkriptase-PCR-Verfahren (Real Time RT -PCR) zum Nachweis von C. botulinum Typ A-, B-, E- und F-Neurotoxinproduktion in Lebensmitteln entwickelt. Ein solches molekularbasiertes Verfahren dürfte gleichzeitig als Basis für die innovative Entwicklung von weiteren Ergänzungs- und Ersatzmethoden dienen. Es ist gelungen, ein molekularbasiertes Verfahren (Real Time RT-PCR-Verfahren) zu entwickeln, mit dessen Hilfe ein eindeutiger, sowohl qualitativer als auch quantitativer Nachweis einer Genexpression aller Lebensmittel-assoziierten C. botulinum Toxintypen (Typ A, B, E und F), einschließlich deren Subtypen, möglich ist. Als Ausgangsbasis zur Etablierung der neuartigen Methode dienten 67, mittels biochemischer, serologischer und molekularbiologischer Feindifferenzierungs- und Typisierungsverfahren als C. botulinum charakterisierte Stämme (24 Typ A-, 31 Typ B-, sechs Typ E- und sechs Typ F-Stämme). Durch die Etablierung entsprechender Primer-Sondensysteme konnte über dem Nachweis der mRNA und deren Transkription in die cDNA eine Bont A-, B-, E- und F-Produktion nachgewiesen werden. Die absolute Quantifizierung basierte auf einer dekadischen Verdünnungsreihe von Bont A-, B-, E- und F-cDNA und wurde anhand einer Standardkurve berechnet. Die relative Quantifizierung der Bont A, B, E und F erfolgte durch den Einsatz eines als endogene Kontrolle fungierenden 'Housekeeping'-Gens, unter Einbeziehung der vergleichenden Ct-Methode. Auf dieser Weise konnte die tatsächliche Expression und somit die reale Menge an produziertem Neurotoxin ermittelt werden. Insgesamt kann eine Methodenkaskade vorgestellt werden, die als Alternative zum Mäuse-Bioassay dienen kann.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Mathematisch- Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Biologie durchgeführt. Von uns wurde 1995 ein neuer Pyrogentest auf Basis von humanem Blut vorgeschlagen, der sich die menschliche Fieberreaktion zu Nutze macht. In der ersten Foerderperiode wurde die Methode mit dem Paul-Ehrlich-Institut fuer Biologische Arzneimittel evaluiert und praevalidiert. Parallel zu einer europaeischen Validierung der Methode im Ringversuch, in dem die Transferierbarkeit und Reproduzierbarkeit der Methode getestet wird, sollen hier diese Bestrebungen in zwei Punkten komplementiert werden: a) Fuer biologische Arzneimittel, die derzeit den Kaninchen-Pyrogentest vorsehen, sollen Pruefvorschriften erstellt und validiert werden. b) Die Kryokonservierung des Vollblutes, was eine Standardisierbarkeit und leichte Verfuegbarkeit verspricht und ein Schnelltest auf Basis von Pro-Interleukin-1ss oder sogar seiner mRNA soll erarbeitet werden. Es besteht die berechtigte Hoffnung, dass mit Abschluss der Arbeiten die endgueltige Abloesung des Kaninchen-Pyrogentests im Arzneibuch erfolgen kann.
Das Projekt "Oxidationskapazitaet der marinen Atmosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Die Oxidationskapazitaet der Atmosphaere ist bestimmt durch die Konzentration an Hydroxyl(OH)-Radikalen. Mit diesem Projekt soll die breitengradabhaengige Verteilung der OH-Konzentration in der marinen Grenzschicht ueber dem Atlantischen Ozean bestimmt werden. Dazu werden OH-Messungen mittels differentieller Absorptionsspektroskopie (DOAS) an Bord eines Forschungsschiffes gemacht. Gleichzeitig werden andere Parameter - wie O3, NOx, KW, PAN und H202 - gemessen, die die OH-Konzentration bestimmen. Aus Messungen von Dimethylsulfid (DMS) soll die Bildung von SO2 und Sulfat-Aerosolen durch die Oxidation von DMS durch OH abgeschaetzt werden.
Das Projekt "Atmosphaerenchemie der Polgegend (STEP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Quasikontinuierliches 'Monitoring von Aerosol-Hauptkomponenten (Seesalz, Sulfat, Nitrat, MSA, Mineralstaub), sowie von Radioisotopen (7Be, 10Be, 210Pb, 3H, 36Cl) und reaktiver Spurengase (HNO3, SO2) in der polaren Atmosphaere. Ziel dieser Untersuchungen ist ein besseres Verstaendnis der Spurenstoffkreislaeufe (ua S und N) in dieser Region. Zum anderen werden diese Messungen zur Parametrisierung des Luft-Firn-Transfers von Spurenstoffen durchgefuehrt. Diese ist fundamental fuer die Interpretation von Einbohrkerndaten.
Das Projekt "Untersuchungen ueber den Einfluss von Zuckerrueben, die Genomteile des beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) exprimieren, auf Populationen anderer BNYVV-Staemme und anderer bodenbuertiger Viren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Zuckerrübenforschung e.V. durchgeführt. Durch Expression viraler Genomteile in transgenen Pflanzen laesst sich oft ein hoher Grad von Virusresistenz erreichen. In zunehmendem Masse wird jedoch auch auf Gefahren dieser Strategie hingewiesen, zu denen es durch Rekombinationen zwischen der viralen messenger RNA (mRNA) aus dem Transgenen und der genomischen RNA von mehr oder weniger entfernt verwandten anderen Virusstaemmen oder anderen Viren kommen koennte. Derartige Rekombinationen koennen zur Entstehung von Viren mit veraenderter Pathogenitaet fuehren. Computeranalysen von veroeffentlichten Virussequenzen haben ergeben, dass bei einigen Viren die Genome staerker zu Rekombination neigen als bei anderen. Auf Freisetzungsfeldern und in Modellversuchen im Gewaechshaus, in denen versucht werden soll, die Evolution zu beschleunigen, soll geprueft werden, ob Zuckerrueben, die Genomteile des A-Typs des beet necrotic yellow wein virus (BNYVV) exprimieren, einen Einfluss auf Populationen anderer BNYVV-Staemme und anderer bodenbuertiger Viren haben und ob Rekombinationen auch in misch-infizierten nicht-transgenen Pflanzen zu beobachten sind.
