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Found 31 results.

Phylogenie afrikanischer, pilzzüchtender Termiten

Termiten der Unterfamilie Macrotermitinae besitzen in den Savannen Afrikas und Asien eine große ökologische und ökonomische Bedeutung. Diese Termitengruppe züchtet Pilze, durch die sie ein breiteres Nahrungsspektrum nutzen kann. Aufgrund der geringen morphologischen Differenzierung sind die taxonomischen Verhältnisse dieser Termitengruppe ungesichert und deren Phylogenie unklar. Anhand von Sequenzen des mitochondrialen Gens Cytochromoxidase II erfolgt für die Macrotermitinae eine phylogenetische Analyse und, gestützt durch eine Erfassung historischer, tektonischer sowie klimatischer Ereignisse, eine Datierung allopatrischer Speziation.

Aufklärung von Biotransformationswegen und von Mechanismen gentoxischer Wirkungen

Die Erkennung gesundheitlicher Risiken durch gentoxische Stoffe, die als Lebensmittelinhaltstoffe oder als Umweltkontaminanten Bedeutung haben, ist die Voraussetzung für Risikobewertung und Prävention. Bei Umweltkontaminanten gilt unser Interesse polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einer sogenannten Fjordregion, die besonders potente Kanzerogene darstellen. Außerdem interessieren uns Fullerene, die im Ruß vorkommen und deren biologische Wirkung bisher nur wenig untersucht ist. Das aus beruflicher Belastung durch bestimmte Nitrosamine potentiell gesundheitliche Risiko wird im Modellversuch untersucht. Schließlich beschäftigen wir uns mit der Toxikologie bestimmter a,b-ungesättigter Alkenale, die als Lebensmittelinhalts- und -Zusatzstoffe in z.T. beachtlichen Konzentrationen (bis 30 mg/kg) in Lebensmitteln vorkommen. Metabolische Veränderungen, die fremde Stoffe im Körper erfahren, beeinflussen ganz wesentlich deren Wirkung. Zur Aufklärung einzelner aktivierender oder entgiftender Stoffwechselwege werden transgene Säugerzellen eingesetzt, die bestimmte Enzyme (CYP) stabil exprimieren. Zusätzlich wird der Leberstoffwechsel mit Hepatozyten und Zellfraktionen (Mitochondrien, Mikrosomen) simuliert. Metabolite werden über GC/MS identifiziert und quantifiziert. Die gentoxische/mutagene Potenz von Ausgangsverbindungen und Metaboliten wird in-vitro an Säuger-Zellinien (z.B. humane Colonzellen) oder an primären Zellen (z.B. aus Gastrointestinaltrakt von Ratte/ Mensch) sowie in-vivo an der Ratte und ex-vivo an humanen Blutzellen geprüft. Gemessen werden: Gentoxizität in transfizierten Bakterien (Induktion von SOS-Repair), Mutagenität in Säugerzellen (HPRT-Test), Induktion von DNA-Schäden mittels Mikrogelelektrophorese und die Entstehung vonDNA-Addukten mittels 32P-Postlabelling-Verfahren. Zusätzlich werden zytotoxische Effekte (einschließlich Membranschäden und Apoptose-Induktion) in Zellkulturen erfasst.

Der Sauerstoffverbrauch von Gefluegelembryonen als Indikator fuer Fitness, Reproduktionsleistung und Verhalten

Sauerstoffverbrauch und mitochondriale Atmungsaktivitaet verschiedener Gewebe koennen als Kenngroessen des konstitutionellen Leistungsniveaus von Tieren dienen.Das Forschungsvorhaben soll Zusammenhaenge zwischen dem embryonalen Energiemetabolismus und dem Leistungsvermoegen im adulten Stadium aufzeigen. Das Interesse gilt insbesondere den Zusammenhaengen mitVitalitaet, Lege- und Mastleistung von Huehnern und Fasanen, aber auch den Beziehungen zu genetisch fixierten Verhaltensmerkmalen bei Japanischen Wachteln. Schliesslich dienen die Studien der Etablierung eines Systems zur Evaluierung der Einwirkung externer, chemischer und physikalischer Noxen toxikologischer und produktionstechnischer Natur auf den Gefluegelembryo. Die Untersuchungen werden an Bruteiern von Huehnern, Fasanen und Japanischen Wachteln durchgefuehrt. Die Erfassung des embryonalen Sauerstoffverbrauchserfolgt mit Hilfe einer eigens hierfuer entwickelten Variante der polarographischen Sauerstoffmessung mittels Clark- Zellen. Die Ergebnisse zeigen signifikante Zusammenhaenge zwischen embryonalem Sauerstoffverbrauch und den Schlupfraten, sowie den zu erwartenden Legeleistungen der adulten Tiere. Auch ein Zusammenhang mit genetisch determinierten Verhaltensmerkmalen bei Japanischen Wachteln konnte nachgewiesen werden. Moegliche Anwendungsbereiche der Methodik liegen in einer vorgezogenen und verkuerzten Leistungspruefung fuer Legehennen. Diese Moeglichkeit wird derzeit ueberprueft. Darueber hinaus laesst das System Moeglichkeiten zur Beurteilung chemisch- physikalischer Noxen und zur Optimierung von Produktionstechniken erwarten.

Entwicklung und Anwendung einer Teststrategie aus in silico (Artificial Intelligence) und in vitro (E-Morph Assay) Methoden zum tierversuchsfreien Nachweis von Substanzwirkungen, Alternativmethoden: Übertragung der Cell Painting Methode auf den E-Morph Assay zur Anwendung im phänotypischen HT/HC Screening umfangreicher Chemikalienbibliotheken (MORPHEUS)

Teilprojekt D^Teilprojekt C^KAUVIR: Kombination statt Addition - UV bis IR Strahlung in der Krebsentstehung und Alterung^Teilprojekt A^Teilprojekt A, Teilprojekt B

Das solare Spektrum enthält unterschiedliche spektrale Komponenten: UVA, -B, sichtbares Licht und Infrarot, die jeweils ein unterschiedliches biologisches Wirk- und Schädigungsprofil aufweisen. Für das Verständnis der schädlichen Wirkung für den Menschen und für eine daraus resultierende relevante Risikoabschätzung ist es essentiell, die kombinierte Aktion von UV- bis IR-Strahlung in ihrer biologischen Wirksamkeit in Modellsystemen der Haut zu untersuchen. Durch die Analyse unterschiedlicher Parameter in 2D- wie auch in speziellen, Gewebe-relevanten 3D-organotypischen Kulturen zur Identifizierung und Langzeitregeneration der epidermalen Stammzellen und der in vivo Maushaut soll es ermöglicht werden, die Wirkmechanismen kombinierter Strahlung auf zellulärer und (epi)-genetischer Ebene aufzuklären. Dafür wird eine kombinierte und bezüglich UVA und -B Strahlenintensität variable Strahlenquelle für alle AGs entwickelt. Die Forschungsschwerpunkte der Verbundpartner sind: Gewebe- und Telomerregulation (AG1); epigenetische Kontrolle zellulärer Funktionen auf DNA- bzw. Histon-Ebene (AG2); IR-Signaling / Mitochondrienintegrität und AhR-Signaling (AG3); DNA Reparatur und Damage Signaling (AG 4) Die enge Zusammenarbeit der interdisziplinär aufgestellten AGs schafft Synergieeffekte, die neben der wissenschaftlichen Diskussion den Austausch von Methoden und Materialien, gemeinsame Publikationen sowie die Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern betreffen.

Teilprojekt D^KAUVIR: Kombination statt Addition - UV bis IR Strahlung in der Krebsentstehung und Alterung^Teilprojekt A, Teilprojekt A

Entwicklung einer Identifikationsmethode für und eine genetische Charakterisierung von Störbeständen der Donau (und des Schwarzen Meeres) als Voraussetzung für eine nachhaltige Fischerei und Artenschutzmaßnahmen

Trotz zahlreicher Maßnahmen auf nationaler und internationaler Ebene hat sich der Status der Donau-Störpopulationen seit 1990 dramatisch verschlechtert; ihr Schutz im Einzugsgebiet und in den Küstengewässern ist dringend, um das Aussterben zu verhindern. In diesem Zusammenhang hat die Identifizierung funktionaler Populationssegmente (Managementeinheiten) für die nachhaltige Fischerei und Artenschutzmaßnahmen höchste Priorität. Das internationale ERA-Net COFASP Projekt verfolgt daher das Ziel, genetische Marker (Mikrosatelliten und mitochondriale DNA) anzuwenden, um die Bestandsstruktur von Acipenser gueldenstaedtii, A. ruthenus, A. stellatus und Huso huso aus dem rumänischen Teil der Donau zu ermitteln sowie um Lang- und Kurzdistanz-Migranten der Frühjahrs- und Herbstrassen verifizieren zu können. Die gleichen Methoden werden für Proben aus der Türkei benutzt, um endemische Störe der Flüsse Yesilýrmak, Kizilýrmak, Çoruh und Sakarya von denen zu unterscheiden, die die türkischen Küstengewässer nur als Nahrungsgründe nutzen aber aus westlichen und nördlichen Schwarzmeer-Zuflüssen, einschließlich der Donau, stammen. Ein kommerzieller Anbieter wird mit der Isolierung von Mikrosatelliten und dem Design von PCR-Primern für jede der vier Arten beauftragt. Anhand ihrer Eignung werden 15 Loci je Art für das routinemäßige Screening am IGB und CFRI ausgewählt. Die mitochondrialen D-loop, Cytochrom b und ND-5/6 Regionen werden von einem kommerziellen Anbieter (rumänische Proben) bzw. vom CFRI-Labor (türkische Proben) sequenziert. Es wird ein Stichprobenumfang von 40 Fischen aus jeder Subpopulation in Rumänien und der Türkei angestrebt, woraus eine Gesamtzahl von ca. 960 Proben resultiert. Die Daten zur Bestandsstruktur und Differenzierung zwischen ihnen werden verwendet, um Managementeinheiten zu definieren und Empfehlungen für die Fischerei und den Artenschutz abzuleiten. Letztere schließen Erhaltungszuchtprogramme ein, die die genetische Variabilität der Bestände bei gleichzeitiger Wahrung ihrer Integrität maximieren sollen.

Verwertung von Hemizelluloseabfaellen aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion mit Hilfe xylanabbauender und xylosevergaerender Hefen

Isolierung neuer natuerlicher hemizelluloseabbauender Pilze. Genetische Konstruktion von Hybridstaemmen aus vorhandenen, technologisch bewaehrten Hefestaemmen und den Naturisolaten durch Gentransfer mittels Chromosomenfusion. Untersuchungen des aeroben Stoffwechsels xylosevergaerender Hefestaemme nach gezielter Mutagenese der mitochondrialen DNS. Untersuchungen des Stofftransports durch die Plasmamembran mit dem Ziel, das moegliche Phaenomen der Glucoserepression auszuschalten und die Osmo- bzw. Ethanoltoleranz zu erhoehen. Entwicklung dereprimierter Hefestaemme hinsichtlich einer moeglichen Glucoserepression der Xyloseverwertung in ausgewaehlten Hybridstaemmen. Konstruktion von Hybridstaemmen zwischen xylosevergaerenden und osmo- bzw. ethanoltoleranten Staemmen. Erreichen notwendiger Stabilitaet der konstruierten Staemme (Hybride) fuer industrielle Nutzung in Grossraumfermentoren.

INFLOW - using INtertidal Fish to study life's tolerance to LOW oxygen Überlebensstrategien unter Sauerstoffknappheit - Fische der Gezeitenzone als Modell^INFLOW - using INtertidal Fish to study life's tolerance to LOW oxygen Überlebensstrategien unter Sauerstoffknappheit - Fische der Gezeitenzone als Modell, INFLOW - using INtertidal Fish to study life's tolerance to LOW oxygen Überlebensstrategien unter Sauerstoffknappheit - Fische der Gezeitenzone als Modell

Ziel des Projekts ist, die zugrundeliegenden Mechanismen und die Evolution von Hypoxietoleranz (HT) in eng verwandten hypoxietoleranten und sensitiven Fischen der Gezeitenzone zu untersuchen. In einem integrativen Ansatz werden wir dazu den Bereich zwischen Ganztier, Zellphysiologie und Genomevolution abdecken, um die phaenotypischen und genotypischen Unterschiede zu beschreiben, die die Physiologie der Hypoxietoleranz am Beispiel der in Neuseeland endemischen triplefins (Tripterygidae) und der ubiquitren Grundeln (Gobiidae) bedingen. Innerhalb und zwischen diesen Modellarten werden wir akute Hypoxietoleranz auf drei Ebenen untersuchen: neuronale und Herz-Kreislauf-Funktion; mitochondriale Adaptation, und die Evolution eines oder mehrerer Genotypen für Hypoxietoleranz (dieser letzte Punkt ist abhängig von zusätzlichen Drittmitteln). An beiden Fischgruppen wird mittels automatisierter Respirometrie unter steigender Hypoxie die kritische Hypoxieschwelle (Pcrit) und in spektrophotometrischen und Durchflusskalorimetrie-Systeme nicht-invasiv die Herzrate, Gewebesauerstoffsättigung, Redoxstatus und (an-)aerobe Wärmeproduktion gemessen. Weiterhin wird die mitochondriale Funktion von Herz und Gehirn vor und nach Hypoxieinkubation in hochauflösenden Respirometern verglichen. Über fluorimetrische Methoden wird mitochondriale ATP und ROS Produktion, Membranpotential unter Normoxie, Hypoxie und Anoxie gemessen.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Mitochondrial plasticity in response to changing abiotic factors in Antarctic fish and cephalopods

Temperature has a large impact on the velocity of biochemical and enzymatic processes and hence is a key factor defining the performance of ectothermic organisms. Since temperature windows of single molecules largely exceed the thermal limits of the whole animal, thermal limits are most probably set at the level of integration of molecular functions into whole organism functional units and networks. Mitochondria are a key element in shaping whole organism energy turnover and functional capacity. Recent insight into the special molecular characters of Antarctic fish mitochondria provides a unique opportunity to develop and test hypotheses explaining the role of these characters in setting thermal tolerance. Furthermore, the already tight thermal tolerance windows of extremely stenothermal Antarctic fish and invertebrates may be narrowed by the ongoing process of ocean acidification (OA). As a result, these organisms may become even more sensitive to warming. The role of mitochondria in contributing to such changes in sensitivity is unclear. In this project we will focus on the responses of Antarctic fish and cephalopods to the factors temperature and carbon dioxide at the mitochondrial level. Fishes of the sub-order Notothenioidei inhabit polar, sub-polar and in part cold temperate waters and therefore are good comparative model organisms for studies of thermal plasticity among closely related Antarctic fish species. This holds also true for the octopods (order: Cephalopoda), which are found from tropical to polar latitudes. In Antarctic waters, these highly developed animals share the same spatial and ecological niche as benthic notothenioids and thus directly compete for the same resources in the ecosystem. Elaboration of the contribution of mitochondria to the special features of stenotherm and climate sensitivity in Antarctic fishes and cephalopods appears as a highly relevant and timely contribution to the field of climate sensitivity of Antarctic ecosystems.

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