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Found 7 results.

Konstruktion von Hefen fuer den Nachweis von Cadmiumionen und Entwicklung eines Biosensors zur Messung von Cadmium- und Kupferionen

Das Projekt "Konstruktion von Hefen fuer den Nachweis von Cadmiumionen und Entwicklung eines Biosensors zur Messung von Cadmium- und Kupferionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) durchgeführt. Im Vorhaben wird angestrebt, einen mikrobiellen Sensor zu entwickeln, der Cadmiumionen, eine besonders in Gewaessern vorkommende Umweltbelastung, spezifisch in Form eines positiven Messsignales erfasst. Dazu werden Gene, die bei der Hefe Saccharomyces cerevisiae durch Cadmuimionen induziert werden, mit dem lacZ Gen von E. coli gekoppelt, deren Genprodukt, die beta-Galactosidase, einfach biochemisch erfasst werden kann.

Schwermetalle in den Abwaessern der Brennerei und Untersuchungen zur Eliminierung

Das Projekt "Schwermetalle in den Abwaessern der Brennerei und Untersuchungen zur Eliminierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Versuchs- und Lehranstalt für Spiritusfabrikation und Fermentationstechnologie in Berlin durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden die Schwermetallgehalte verschiedener Brennereirohstoffe ermittelt. Am Beispiel einer melasseverarbeitenden Brennerei wurde der Weg der Schwermetalle vom Rohstoff ueber die einzelnen Verarbeitungsschritte, Gaerung, Destillation bis hin zur Schlempe bilanziert. Der Einfluss von vier ausgewaehlten Schwermetallen auf die Stoffwechselaktivitaet der Brennereihefe Saccharomyces cerevisiae wurde in Laborexperimenten bestimmt. Den Abschluss der Untersuchungen bildete die Entwicklung eines biologischen Verfahrens, das die Abtrennung von Schwermetallen aus dem organisch hoch belasteten Brennereiabwasser - Melasseschlempe - ermoeglicht. Die Bilanzierung zeigte, dass die im Brennereiabwasser detektierten Schwermetallkonzentrationen primaer auf die eingesetzten Rohstoffe zurueckzufuehren sind. Eine Ueberschreitung der gesetzlichen Grenzwerte nach der Indirekteinleiterverordnung konnte dabei fuer die Metalle Blei, Kupfer, Kobalt, Nickel und Zink beobachtet werden. Ein negativer Einfluss der detektierten Schwermetalle auf den adaptierten Produktionsstamm Saccharomyces cerevisiae konnte nicht nachgewiesen werden. Die Abtrennung der Schwermetalle aus dem Brennereiabwasser wurde durch biologisch induzierte Sulfid-Faellung realisiert. Die Untersuchungen wurden an einer anaeroben Abwasserreinigungsanlage mit einem Gesamtvolumen von 0,2 m3 durchgefuehrt. Bereits in der ersten, hydrolytischen Stufe fand eine quantitative Reduktion von Sulfat zu Sulfid statt. Um eine Hemmung der methanogenen Bakterien der zweiten Stufe zu verhindern, wurde ueberschuessiger Schwefelwasserstoff durch eine mit Kohlendioxid im Gegenstrom betriebene Strippingstufe ausgetrieben. Die Abtrennung des schwermetallsulfidhaltigen Ueberschussschlammes erfolgte durch zweistufige Sedimentation mit Rueckfuehrung. Hierbei fielen je 100 m3 Abwasser etwa 1,3 m3 Ueberschussschlamm an. Die Schwermetallkonzentrationen im Klarlauf wurden dabei im Durchschnitt um einen Faktor 10 im Vergleich zum unbehandelten Abwasser reduziert und die gesetzlichen Grenzwerte zum Teil deutlich, mindestens jedoch um den Faktor 2, unterschritten.

Ammoniumtransport in Pflanzen: strategisches Modell fuer die Stickstoffeffektivitaet (EURATINE)

Das Projekt "Ammoniumtransport in Pflanzen: strategisches Modell fuer die Stickstoffeffektivitaet (EURATINE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Fakultät für Biologie, Botanisches Institut durchgeführt. Current agriculture requires high inputs of nitrogen fertilizers, causes many secondary problems like nitrate leaching, contamination of the ground water, and the accumulation of nitrate in edible plant parts up to human-toxic concentrations. Therefore, an important future development in agroindustry will be identification or development of plants that are able to efficiently use low nitrogen levels in soils by maintaining high crop yield and quality. NH4+ transporters must play a strategic role in plant nitrogen efficiency. Despite their importance, the first ammonium transporters were cloned just recently, from the yeast Sacchraromyces cerevisiae and the plant Arabidopsis thaliana, by two participants of this project. The two proteins (MEP1/AMT1) are highly similar in sequence and define a new family of transporters also conserved in bacteria and animals. Preferential expression of plant NH4+ transporters in root hairs is strongly indicative of a pivotal role in nitrogen nutrition. EURATINE's objective is to use this recently acquired knowledge to perform an exhaustive molecular analysis of NH4+ transport proteins in the model plant Arabidopsis thailiana and to characterise their role in uptake of NH4+ from the soil and/or from symbiotic bacteria. Ammonium uptake into and efflux from nitrogen-fixing bacteria will also be analyzed with respect to their propensity to modulate legumes. In parallels, a targeted analysis of NH4+ transporters will be carried out in the yeast Saccharomyces cerevisiae, which will be used both as an essential tool to characterise plant transporters and as a model to study regulatory mechanisms in NH4+ transport.

Konstruktion eines Xylose fermentierenden Hefestammes fuer die Verwertung von Pentose aus Sulfitablauge und aus verzuckertem Holz

Das Projekt "Konstruktion eines Xylose fermentierenden Hefestammes fuer die Verwertung von Pentose aus Sulfitablauge und aus verzuckertem Holz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Dieses Projekt beabsichtigt, einen neuen Saccharomyces cerevisiae-Stamm zu konstruieren, der eine Verwertungsmoeglichkeit fuer Xylose bietet. Xylose ist eine Pentose, die waehrend der Zellulosebereitung durch Hydrolyse aus Xylan oder Hemizellulose in sehr grosser Menge entsteht und zZt ungenuetzt, meistens durch Verbrennung beseitigt wird. Mit Hilfe eines Xylose-fermentierenden Hefestammes kann man die Abfallxylose in den allgemeinen Energietraeger Ethanol umsetzen. Das Verfahren sieht vor, mit Hilfe der Gentechnologie 1) Ein Gen fuer Glucose Isomerase oder 2) Ein Xylose-Reduktions-/Oxidationssystem ueber Xylitol, die beide zu Xyloulose fuehren, in S. cerevisiae zu uebertragen. Waehrend der ersten Phase dieses Projektes ist die Analyse der bakteriellen Xylose-Isomerase weit fortgeschritten. Die Vorbereitungen zur Einfuehrung des Xylitolwegs sind abgeschlossen. Die Expression der Gene, die Xylose in Xylulose umwandeln, werden zur Zeit optimiert.

Entwicklung eines innovativen biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung bioabbaubarer Polymere durch erstmaligen Einsatz rekombinanter Hefen - Förderschwerpunkt: Biotechnologie

Das Projekt "Entwicklung eines innovativen biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung bioabbaubarer Polymere durch erstmaligen Einsatz rekombinanter Hefen - Förderschwerpunkt: Biotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, Sektion Umweltmikrobiologie durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Eine kommerzielle Nutzung mikrobiell erzeugter Produkte, wie Polyhydroxyalkanoaten (PHA), im Sinne einer Umweltvorsorge erscheint auf Grund ihrer Eigenschaften, insbesondere wegen ihrer biologischen Abbaubarkeit, und ihrer vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten sinnvoll und notwendig. Sie so preiswert zu produzieren, dass sie in der Konkurrenz mit eingeführten Kunststoffen wie Polypropylen oder Polyethylen bestehen, ist eine große Herausforderung an bio-, natur- und ingenieurwissenschaftliche Disziplinen. Weltweit werden Anstrengungen unternommen, dieses Ziel zu erreichen. Sie bestehen in der weiteren Optimierung vorliegender innovativer Verfahren sowie bekannter bakterieller 'Produzenten' und im Screening nach neuen Produzenten. Dabei stellt sich die Frage, wie gut es gelingt, Organismen, die sich bereits in anderen biotechnischen Prozessen bewährt haben und Vorzüge aufweisen, für die Synthese von PHA durch gentechnische Maßnahmen 'aufzubereiten'. Dazu zählt unter anderem die Backhefe Saccharomyces cerevisiae. Sie zur PHA(B)-Synthese zu befähigen, zu der sie als Wildtyp nicht in der Lage ist, wurde bereits erprobt. Dieser Projektvorschlag favorisiert zwei sog. nicht konventionelle Hefen: Arxula adeninivorans, die molekularbiologisch sehr gut untersucht ist und wofür ein Expressionssystem vorliegt, und die oleogene Hefe Debaryomyces hansenii, letztere, da sie bereits über eine metabolisch-regulatorische Prä-Disposition verfügen dürfte. Aufgabe war es, I) durch transformative Übertragung diese Spezies' zur PHB-Synthese zu befähigen, II) die Expression und Leistung(sfähigkeit) der Transformanten zu analysieren und iii) Methoden zum Aufschluss der Zellen und damit zur Gewinnung von PHA zu erproben. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: I): Die einzelnen PHB-Gene von R. eutropha (beta-Ketothiolase, Acetoacetyl-CoA-Reduktase, PHB-Synthase) bzw. das PHB-Synthasegen von M. extorquens wurden sowohl in die Hefe Saccharomyces cerevisiae als Hefe-Modellsystem als auch in Arxula adeninivorans (als einem Modellobjekt für die heterologe Expression in einem 'Nicht-Saccharomyces-Stamm') und in die Fetthefe Debaryomyces hansenii übertragen und dort exprimiert. Durch Nutzung verschiedener Arxula-Stämme ließ sich ein möglicher Einfluss der Zellmorphologie auf die Produktbildung untersuchen. Für die Expression in Debaryomyces hansenii musste zunächst ein Expressionssystem entwickelt werden. Neben dem Nachweis der Aktivitäten der PHB-Enzyme wurde PHB nachgewiesen. Die Untersuchungen zur Expression in D. hansenii wurden, wie bei A. adeninivorans beschrieben, durchgeführt. Und II): Die Rekombinanten Hefen A. adeninivorans D. hansenii wurden batch wise und kontinuierlich vermehrt und die Produktbildung versucht zu provozieren bzw. zu stimulieren. Die Experimente wurden in Schüttelkolben und in Bioreaktoren (Fermentoren) durchgeführt, nur wenige im 'zig-Liter'-Maßstab. ...

Gentechnische Untersuchung der Schwermetallionen-Resistenz der Hefe Arxula adeninivorans

Das Projekt "Gentechnische Untersuchung der Schwermetallionen-Resistenz der Hefe Arxula adeninivorans" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Industrieforschungszentrum Biotechnologie durchgeführt. Schwermetallionenresistenzen werden in Eukaryonten weitgehend durch Metallothioneingene codiert. Diese Gene und Genprodukte sind durch konservierte Sequenzen mit hoher Homologie verwandt. Darauf basierend sollen Metallothionein-Gene der Hefe Arxula Adeninivorans LS 3 indentifiziert werden. Dabei sollen radioaktiv markierte Oligonucleotidproben dieser Sequenzen mit chromosomaler DNA der Hefe aus Adeninivorans LS 3 hybridisiert werden. Mittels PCR-Technikl wird ein Gen kloniert, wobei als spezifischer Primer eine positive Oligonucleotidprobe der Hybridisierung genutzt wird. Die Charakterisierung des Gens erfolgt durch Restriktions- und Sequenzanalyse sowie Transformation des Gens auf einem Vektor in sensible Staemme der Hefen Saccharomyces cerevisiae und Arcula adeninivoraus. Durch entsprechende Vektorkonstruktionen soll die Kopienzahl des Gens und die Resistenz der Hefe erhoeht werden. Die phaenotypische Charakterisierung des Ausgangsstammes und der Transformanten ist vorgesehen.

Genspezifische Translationsaktivatoren bei der Hefe Saccharomyces cerevisiae

Das Projekt "Genspezifische Translationsaktivatoren bei der Hefe Saccharomyces cerevisiae" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Biologie, Institut für Genetik durchgeführt. Die Translation stark hydrophober mitochondrialer Proteine ist bei der Hefe Saccharomyces cerevisiae von genspezifischen Translationsaktivatorproteinen abhaengig. In diesem Projekt wird die Topologie und Wirkweise dieser Proteine untersucht, ferner soll geklaert werden, wie die Translation und Assemblierung mitochondrialer Proteine gekoppelt ist.

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