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Anwendung und Standardisierung biochemischer 'Fingerprint'-Methoden im Hinblick auf die Abschaetzung von Risiken von Giftstoffen in Oekosystemen des Bodens (BIOPRINT II)

Das Projekt "Anwendung und Standardisierung biochemischer 'Fingerprint'-Methoden im Hinblick auf die Abschaetzung von Risiken von Giftstoffen in Oekosystemen des Bodens (BIOPRINT II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zoologisches Institut, Lehrstuhl Spezielle Zoologie, Abteilung Zellbiologie durchgeführt. Deutscher Teil eines EG-Verbundes zur Standardisierung biochemischer Biomarkertests zur Bewertung der Toxizitaet von Umweltschadstoffen in Boeden. Im Rahmen dieses Teils werden Bodeninvertebraten (Schnecken, Regenwuermer, Asseln, Insekten) auf ihren Stresszustand (Induktion von Stressproteinen) hin untersucht. In Kooperation von 5 weiteren Forschungsgruppen in den Niederlanden, Grossbritannien, Oesterreich und Daenemark werden von unterschiedlich belasteten Gebieten Organismen entnommen und in den jeweiligen Fachlabors auf unterschiedliche Biomarkerreaktionen untersucht. Darueber hinaus wird der Einfluss nichttoxischer aeusserer Faktoren auf diese Markerreaktionen erfasst. Dieses Projekt ist die freilandbezogene Fortsetzung eines EG-Projektes zur Laboretablierung von biochemischen Tests zur Erfassung von Biomarkerreaktionen bei o.g. Organismen (BIOPRINT I). Der deutsche Teil dieses Vorgaengerprojektes wurde an der Universitaet Heidelberg von 1994 bis 1996 bearbeitet. Das Ziel des vorliegenden Projektes besteht in der Erstellung standardisierbarer Protokolle zur Erfassung des proteotoxischen Stresspotentials von Umweltschadstoffen in Boeden. Diese Protokolle werden ebenfalls Bewertungsrichtlinien fuer Entscheidungstraeger beinhalten.

Validierung und Einsatz biologischer, chemischer und mathematischer Tests zur Bewertung der Belastung kleiner Fliessgewaesser. Phase II: Induktion von Stressproteinen als Biomarker subletaler Belastung

Das Projekt "Validierung und Einsatz biologischer, chemischer und mathematischer Tests zur Bewertung der Belastung kleiner Fliessgewaesser. Phase II: Induktion von Stressproteinen als Biomarker subletaler Belastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zoologisches Institut, Lehrstuhl Spezielle Zoologie, Abteilung Zellbiologie durchgeführt. Nachdem in der Phase I des vorliegenden Projekts ueber zwei Jahre Labor- und Bypass- (Halbfreiland)-Expositionen von Bachforellen und Bachschmerlen durchgefuehrt wurden, soll in der Phase II (1997-2000) eine Uebertragung der erzielten Ergebnisse auf Freilandverhaeltnisse erfolgen. Fuer den Biomarker 'Induktion von Stressproteinen' zeigten die bisherigen Befunde, dass bei einer zukuenftigen Anwendung des Markers im Freiland jahreszeitliche (temperaturbedingte) Schwankungen des Stressproteinlevels beruecksichtigt werden muessen. Folgendes Arbeitsprogramm ist vorgesehen: 1) Ueber weitere drei Jahre (1997-1999) hinweg wird bzw wurde der Level des Stressproteins Hsp 70 in der Leber von im Halbfreiland exponierten Bachforellen und Bachschmerlen quantifiziert. Die Ergebnisse werden in bewerteter Form zur mathematischen Auswertung zur Verfuegung gestellt. 2) 1998 und 1999 werden parallel hierzu Bachforellen und Bachschmerlen direkt dem Freiland entnommen und deren Stressproteingehalt in der Leber untersucht. Ueber diese Untersuchungen wird u a die jahreszeitliche Variabilitaet der Hsp 70-Expression unter Freilandbedingungen quantifiziert. 3) Es wird zusaetzlich zu einem Laborversuch zum Nachweis von Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen mindestens ein Laborversuch mit Bachforellen erprobt, die gegenueber einem bereits getesteten Schadstoffcoctail in Kombination mit Ammonium exponiert werden. Auch hier erfolgt die Quantifikation von Hsp 70 in der Leber.

DYSMON II: Einfluss von Sulfid auf die oekophysiologische Anpassungsfaehigkeit mariner Polychaeten an variierende Umweltbedingungen

Das Projekt "DYSMON II: Einfluss von Sulfid auf die oekophysiologische Anpassungsfaehigkeit mariner Polychaeten an variierende Umweltbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. DYSMON II (9): Die Bildung von Sulfid ist ein regelmaessig auftretender Prozess in austauscharmen, eutrophierten Oekosystemen (z.B. Flachwasserbereiche der Ostsee). Vor dem Hintergrund der massiven 'Einwanderung' des Polychaeten Marenzelleria Viridis in die Kuestenbereiche der Nord- und Ostsee soll untersucht werden, ob die Toleranz gegenueber Sulfid bzw. die Faehigkeit zur Sulfidentgiftung eine Rolle bei seiner erfolgreichen Ansiedlung spielt. In vergleichenden Untersuchungen mit dem Polychaeten Nereis Diversicolor, einem typischen Vertreter der autochthonen Benthosfauna, soll durch Laborexperimente und Freilanduntersuchungen geprueft werden, ob Marenzelleria Viridis besser an 'Extrembiotope' angepasst ist. So soll geklaert werden, ob eine Belastung mit Sulfid Auswirkungen auf die aerobe Energieproduktion bei reduziertem Sauerstoffangebot hat oder zu einer Beeintraechtigung der osmotischen Anpassung fuehrt, insbesondere in Lebensraeumen mit niedrigem Salzgehalt (z.B. Ostsee) und ob artspezifische Unterschiede festzustellen sind. Zudem soll geprueft werden, ob Sulfid auf diese Polychaeten als Stressfaktor wirkt und die Bildung von Stressproteinen induziert.

Validierung und Einsatz biologischer, chemischer und mathematischer Tests und Biomarkerstudien zur Bewertung der Belastung kleiner Fliessgewaesser mit Umweltchemikalien. Teil: Molekulare Stressreaktion in vivo und in vitro

Das Projekt "Validierung und Einsatz biologischer, chemischer und mathematischer Tests und Biomarkerstudien zur Bewertung der Belastung kleiner Fliessgewaesser mit Umweltchemikalien. Teil: Molekulare Stressreaktion in vivo und in vitro" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zoologisches Institut, Lehrstuhl Spezielle Zoologie, Abteilung Zellbiologie durchgeführt. Teilbereich eines BMBF-Projektes zur Abschaetzung der Belastung kleiner Fliessgewaesser mit Umweltchemikalien anhand von Biomarkern. Im Rahmen dieses Verbundprojektes (7 Teilbereiche) wird im vorliegenden Teilprojekt die molekulare Stressantwort (Induktion von Stressproteinen) bei zwei einheimischen Fischarten (Bachforelle, Bachschmerle) sowie in Leberzellkulturen untersucht. Die in-vivo Untersuchungen werden an zwei Modellbaechen in Sueddeutschland in Halbfreiland-Expositionssystemen sowie zusaetzlich in Labor-Expositionssystemen durchgefuehrt. Die in-vitro-Toxizitaetstests umfassen Untersuchungen von Einzelsubstanzen und Sediment-/Wasserextrakten. Bisherige Ergebnisse zeigen eine Erhoehung der Stresssituation an dem staerker belasteten Modellbach bei beiden untersuchten Fischarten auf. Im Gegensatz hierzu reagieren die in-vitro-Systeme nur in Einzelfaellen auf erfolgte Belastung mit einer Erhoehung des Stressproteinlevels. Die Resultate des ersten Expositionsjahres (noch an der Universitaet Heidelberg durchgefuehrt) sind in einem Zwischenbericht (BMBF) zusammengefasst.

Stressproteinexpression in der Zierfischhaltung

Das Projekt "Stressproteinexpression in der Zierfischhaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zoologisches Institut, Lehrstuhl Tierphysiologie, Abteilung Physiologische Ökologie der Tiere durchgeführt. Der Einfluss von verschiedenen aquaristisch relevanten Umgebungsparametern und Produkten zur Wasserbehandlung auf die Stressproteinexpression von tropischen Zierfischen wird untersucht. Hintergrund ist die Optimierung von Haltungsbedingungen und Produkten der Fa Tetra.

Die Rolle der Polyamine als Modulatoren der Stressproteinsynthese bei Pflanzen

Das Projekt "Die Rolle der Polyamine als Modulatoren der Stressproteinsynthese bei Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Botanik durchgeführt. Die vermehrte Synthese spezifischer Proteine ('Stressproteine') ist bei allen Organismen eine wichtige zellulaere Reaktion auf die Einwirkung unterschiedlicher belastender Umwelteinfluesse. Die Funktion vieler Vertreter der verschiedenen Stressproteinklassen besteht v.a. darin, andere durch Stress geschaedigte Proteine in der Zelle entweder abzubauen oder zu reaktivieren und dadurch einer tiefgreifenden Stoerung grundlegender Stoffwechselprozesse entgegenzuwirken. Bei Pflanzen ist bekannt, dass bestimmte Phytohormone (v.a. Abscisinsaeure und Ethylen) an der Regulation der Stressproteinsynthese beteiligt sind. Neben den klassischen Phytohormonen ist heute auch die Bedeutung der Polyamine als wichtige pflanzliche Wachstumsregulatoren und biochemische Stressindikatoren unumstritten. Im vorliegenden Forschungsvorhaben soll untersucht werden, ob die Polyamine in das Ausmass der Stressproteinsynthese steuernd eingreifen und auf welcher Ebene im Gesamtprozess der Proteinbiosynthese eine Regulation ansetzen koennte. Da die vermehrte Bildung von Stressproteinen auch zur Induktion von Stresstoleranz beitragen kann, koennten kuenftig moeglicherweise die Toleranzeigenschaften von landwirtschaftlich relevanten Nutzpflanzen gegenueber verschiedenen Stressfaktoren durch Manipulation des Polyaminstoffwechsels verbessert werden.

Auswirkungen von chemischem und physikalischem Stress auf Mikroorganismen in der Umwelt

Das Projekt "Auswirkungen von chemischem und physikalischem Stress auf Mikroorganismen in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz, Abteilung Mikrobiologie durchgeführt. In natuerlichen Oekosystemen sind Mikroorganismen wechselnden physikalischen und chemischen Bedingungen ausgesetzt. Um solche Situationen ueberleben zu koennen, haben sie Schutzmechanismen gegen ploetzliche Aenderungen der Umweltbedingungen entwickelt, die sogenannten Stress-Proteine, welche helfen sollen, den Zellenmetabolismus den Umweltbedingungen anzupassen. Wir haben die Reaktion auf Temperatur-Schocks und die Wirkung chemischer Verunreinigungen untersucht. Die genaue Untersuchung der Produktion von Stressproteinen und ihrer Art als Funktion von Ernaehrungszustand und anderen Umweltfaktoren koennte spaeter ermoeglichen, das Stressprotein-Muster von Mikroorganismen fuer quantitative oekotoxikologische Bestimmungen einzusetzen.

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