Das Projekt "Untersuchungen zu den Mechanismen für die Wirkungen niederfrequenter Magnetfelder auf das genetische Material und die Signaltransduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Zelltechnologie e.V. durchgeführt. Ziel des Projektes ist die weitere Aufklärung der Wirkmechanismen der durch niederfrequente Magnetfelder (50 Hz) mit niedrigen Flussdichten (10 - 200 T) ausgelösten biologischen Effekte. Dabei soll der Grundmechanismus, der zur Krebsentstehung führen kann, besonders berücksichtigt werden. Hierzu dient die so genannte 'Radikal-Theorie' als Arbeitshypothese. Diese besagt, dass niederfrequente Magnetfelder (NF-MF) die Erhöhung freier Radikale in lebenden Zellen induzieren. Die Frage stellt sich, ob NF-MF die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) oder die Hemmung der Antioxidantien induzieren und durch welche Wirkmechanismen diese Prozesse ausgelöst werden und welche Folgen sie haben. Werden gentoxische oder epigenetische Änderungen induziert, die zu maligner Entartung führen können? Weiterhin sollen spezifische, durch oxidativen Stress induzierte oder aktivierte Signalkaskaden (NFkappaB, MAPK, PKC) auf Proteom- und Genom-Ebene sowie Modulationen an der Zellproliferation und der Apoptose in menschlichen Immunzelllinien und ggf. primären Zellen des Immunsystems analysiert werden.
Das Projekt "Experimentelle Untersuchungen zur Verbreitung von Transgenen durch Tiere ueber pflanzliche Verbreitungseinheiten nach Magen-Darm-Passage und ueber horizontalen Gentransfer (Keim- und Auflauffaehigkeit)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL), Abteilung Physiologie durchgeführt. Allgemeines: Das FuE-Vorhaben wird in zwei Teilprojekte untergliedert. a) Experimentelle Untersuchungen zur Verbreitung von Transgenen ueber pflanzliche Verbreitungseinheiten nach Magen-Darm-Passage: Auf der Basis des im Auftrag des UBA erstellten Gutachtens 'Haltbarkeit pflanzlicher Verbreitungseinheiten nach Magen-Darm-Passage' sollen experimentelle Untersuchungen zum Thema durchgefuehrt werden. Als Ergebnis des Gutachtens, das auf einem Studium der Literatur zur Thematik beruht, stellte sich heraus, dass systematisch angelegte Untersuchungen bzgl. Keim- und Auflauffaehigkeit von mit den Exkrementen ausgeschiedenen pflanzlichen Verbreitungseinheiten bislang fehlen. Die in der Literatur verfuegbaren Angaben beziehen sich in der Regel nur auf Magen-Darm-Inhaltsuntersuchungen und partiell angelegte Keimfaehigkeitsbestimmungen unter standardisierten Bedingungen. Ziel dieses Teilprojektes ist es daher, an repraesentativen Tierarten moeglichst unter naturnahen Bedingungen die Risiken von ausgeschiedenen pflanzlichen Verbreitungseinheiten abzuschaetzen. Dabei sind die bereits in o.g. Gutachten bearbeiteten, in Deutschland vorkommenden relevanten Kulturpflanzenarten zu beruecksichtigen. b) Experimentelle Untersuchungen zu horizontalem Gentransfer im Magen-Darm-Trakt von Tieren: Es soll untersucht werden, ob die durch Tiere aufgenommene DNA von transgenen Pflanzen im Magen-Darm-Trakt von Tieren wie z.B. Voegel, Kleinsaeuger, Nutztiere auf Darmmikroorganismen oder auf Darmzellen uebergeht und diese transformiert. Weiterhin soll abgeschaetzt werden, welche Auswirkungen dies fuer die Tiere selbst bzw. fuer die Umwelt haben kann. Begruendung des Vorhabens: Die Untersuchung der o.g. Fragestellungen steht in Zusammenhang mit der Freisetzung von gentechnisch veraenderten Pflanzen und der Moeglichkeit einer Verbreitung durch Tiere. Wenn freilebende Tiere pflanzliche Verbreitungseinheiten fressen, dann besteht u.U. die Moeglichkeit, dass diese den Verdauungsprozess unbeschadet ueberstehen und an anderer Stelle, d.h. also nicht am Ort einer genehmigten Freisetzung, mit dem Kot ausgeschieden werden. Wenn die Umweltbedingungen an dieser Stelle guenstig sind, dann keimen die Samen aus und eine Pflanze waechst heran, die wiederum gentechnisch veraendert ist. Diese kann sich dann ggf. vermehren und weiter verbreiten. Horizontaler Gentransfer im Magen-Darm-Trakt von Tieren soll untersucht werden, weil dies moeglicherweise ein potentielles Risiko fuer die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier darstellt, insbesondere wenn es sich um Antibiotikaresistenzgene handelt, die als Marker in gentechnisch veraenderten Pflanzen Anwendung finden.
Das Projekt "Teilprojekt: Der Einfluss von Landnutzungsintensitäten auf die Diversität von Viren in Grünlandböden und deren Bedeutung als Steuergrösse für die Zusammensetzung mikrobieller Populationen und deren Funktion (KiWion)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie durchgeführt. Unser Wissen zur Ökologie und Bedeutung von Mikroorganismen in Böden ist umfassend. Dies gilt im Gegensatz dazu nicht für die Ökologie der Viren. Erkenntnisse dazu hinken dem Kenntnisstand aus aquatischen Lebensräumen weit hinterher. Böden beherbergen eine große Anzahl an Viren und das Viren - Wirt Verhältnis liegt meist deutlich über jenem in aquatischen Systemen. Unterschiede in den Virenpopulationen können teilweise auf unterschiedliche Bodencharakteristika (pH, Wassergehalt, Anteil an organischem Material) erklärt werden. Dies lässt den Schluss zu, dass Unterschiede in der Landnutzung entsprechend die Virenabundanz als auch Viren - Wirt Interaktionen beeinflussen. In Böden tragen bis zu 68% aller Bakterien induzierbare Prophagen, ein Hinweis darauf, dass die Heterogenität im Boden und die ungleiche Verteilung der Mikroorganismen eine lysogene Vermehrung von Viren selektiert. Dies hat zur Folge, dass der Austausch von genetischer Information zwischen Virus und Wirt vorwiegend durch Transduktion stattfindet. Bis dato analysierte Virenmetagenome aus dem Boden bestanden bis zu 50% aus transduzierten Genen prokaryotischen Ursprungs. Obwohl davon ausgegangen werden kann, dass Viren im Boden, wie für aquatische Lebensräume gezeigt, einen signifikanten Einfluss auf die räumliche und zeitliche Dynamik ihrer Wirte (Killing the Winner Hypothese) und deren kontinuierliche Anpassung (Red Queen Hypothese), wichtige Ökosystemfunktionen und biogeochemische Prozesse haben, kennen wir die Art und Häufigkeit der Interaktionen nicht und empirische Daten fehlen. Wir postulieren, dass Transduktion eine wichtige Rolle für die Resilienz von Böden unter intensiver Landnutzung spielt, da in diesen Böden i) die mikrobielle Diversität vergleichsweise niedrig ist, was zu einer erhöhten Sensitivität gegenüber Veränderungen in den Umweltbedingungen führt. Andererseits, ii) hat die durch Düngung erhöhte spezifische Aktivität von Mikroorganismen eine erhöhte Transduktionsrate zur Folge, da Viren für ihre Vervielfältigung auf metabolisch aktive Wirte angewiesen sind. Um unsere Hypothese zu überprüfen, werden wir an 150 Standorten der Biodiversitäts-Exploratorien und im Detail an einer Auswahl an Grünlandstandorten mit unterschiedlicher Intensität der Bewirtschaftung Untersuchungen durchführen. Analysiert wird die Beziehung zwischen Virenabundanzen und VBRs mit der Bewirtschaftung, der Vegetationsperiode und den vorherrschenden Umweltbedingungen. Zusätzlich untersuchen wir mit Hilfe moderner molekularer Methoden die Zusammensetzung der Virengemeinschaften und ihre Diversität, sowie viren-assoziierte Funktionen prokaryotischen Ursprungs. Experimente zu Virus-Wirt Interaktionen und die Analyse von CRISPR like structures in den prokaryotischen Wirten werden Erkenntnisse zu der Ökologie bakterieller Gemeinschaften liefern. Nicht zuletzt werden wir Viren von abundanten Bodenbakterien (z.B. Pseudomonaden) für vergleichende Genomanalysen und Kreuzinfektionsversuche isolieren.
Das Projekt "Alternativmethoden - Einzelprojekt: PRAEDIKARD - Integration von Feldpotentialen in die automatisierte Messung von Calciumtransienten und Kraft an künstlichen menschlichen Herzgeweben zur prädiktiven kardialen in vitro Analyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE), Institut für Experimentelle Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Biomedizinische kardiale Forschung ist wichtig, wegen der hohen sozioökonomischen Belastung durch kardiale Erkrankungen. Bislang werden hierfür häufig Tiermodelle eingesetzt. Da Maus- und Rattenmodelle nur geringe Vorhersagekraft haben, kommen auch Meerschweinchen-, Kaninchen-, Hunde- oder Primaten-Modelle zum Einsatz. Kardiomyozyten aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC-CM) haben ein großes Potential, da sie humanen Ursprungs sind, biotechnologisch in unbegrenztem Umfang hergestellt werden können und nicht die Verwendung oder Tötung von Tieren voraussetzen. Im Institut für Experimentelle Pharmakologie und Toxikologie/UKE/Hamburg haben wir ein hiPSC-CM engineered heart tissue (EHT) Modell im 24 well Format entwickelt, in dem sich aus hiPSC-CM in einer Fibrin-Matrix zwischen flexiblen PDMS Posts streifen-förmige, spontan kontrahierende, Kraft-entwickelnde EHTs entwickeln. In einem von uns entwickelten und etablierten Testverfahren können wir automatisiert die Kontraktionskraft mit einem video-optischen Verfahren aber auch Calciumtransienten durch Fluoreszenzmessung nach Transduktion mit genetischen Calciumsensoren messen. Ziel dieses Antrags ist die zusätzliche Integration der Messung von Feldpotentialen als Surrogat für das Aktionspotential und damit die Etablierung eines Testsystems zur automatisierten Analyse der drei Parameter der elektromechanischen Kopplung. Arbeitsschritte sind die Integration von Software und Hardware zur Feldpotentialmessung, Etablierung einer Zellbank an differenzierten hiPSC-CM, und die pharmakologische Analyse des kombinierten EHT Testsystems mit Indikatorsubstanzen, inklusive einer verblindeten Testung von proarrhythmischen Indikatorsubstanzen. Die Einsparungen von Tierversuchen durch dieses vielseitige System wären substantiell. Im Jahr 2016 wurden in Deutschland 127.433 Tiere für kardiale Forschungsprojekte verwendet. Eine Reduktion um 10-20% würde einer Verminderung um 12.617-25.234.
Das Projekt "Untersuchungen an hoeheren und niederen Pflanzen ueber den Stickstoff-Metabolismus. Einfluss exogener Faktoren auf Signaltransduktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Pflanzenphysiologisches Institut und Botanischer Garten durchgeführt.
Das Projekt "Molekulare Biologie und Funktion der cytosolischen Phospholipase A in der pflanzlichen Signaltransduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsanstalt Geisenheim, Institut für Biologie, Fachgebiet Phytomedizin durchgeführt. Die pflanzlichen Phospholipase A2 wurde im Labor des Antragstellers entdeckt, und ist ein Enzym in der Signaltransduktion der Pflanzen, das die Lipidbruchstücke Fettsäure(n) und Lysophospholipid(e) als potentielle Second Messenger herstellt. Die Schritte zwischen der Bindung von Auxin oder Elicitor an den Rezeptor und den physiologischen Reaktionen sollen aufgeklärt werden. Sequenzen für eindeutig cytosolische pflanzliche Phospholipasen A (iPLA) sind gefunden worden, und zwar offenbar zwei Typen, eine ohne calcium-bindendes Motiv und eine mit einem solchen Motiv, die sich entsprechend im Aktivierungsmechanismu unterscheiden könnten. Um dies mit molekularbiologischen Methoden zu untersuchen, sollen als Funktionstests eine Serie von Hefe-Komplementationen mit in vitro mutierten iPLA-Genen durchgeführt werden. Parallel dazu sollen die enzymatischen Eigenschaften der entsprechenden iPLAs aus Expressions- systemen untersucht werden. Mit Transformation von Arabidopsis mittels Sense- und Antisense-, Grün-Fluoreszenz-Protein- und GUS-Reporter-Gen-Konstrukten und der Untersuchung von Genexpression und Phänotypen soll die Funktion der iPLA-Gene weiter nachgeprüft werden. Hand in Hand mit den molekularbiologisch orientierten Methoden soll die Biochemie und Physiologie der Lipid-Metabolite, die im Zuge der Signaltransduktion gebildet werden, untersucht werden. Dabei ist jetzt schon klar, daß der Lipid-Metabolismus, den wir mithilfe einer neuen Methodik in Zellkulturzellen (Petersilie) beobachten können, nach dem Signal Auxin anders verläuft als nach dem Signal Elicitor. Bei Elicitor-Behandlung treten zusätzliche Metabolite auf, die untersucht werden sollen bzw. die dahinter steckenden enzymatischen Regulationen. Es ist durch die Arbeit anderer Arbeitsgruppen bekannt, daß sich nach Elicitor-Stimulierung das cytosolische Calcium erhöht. Wir vermuten, daß einerseits die verschiedenen Rezeptoren die Verschiedenheit im Lipid-Metabolismus bewirken, aber auch, daß nach Auxin Stimulierung das cytosolische Calcium nicht erhöht wird.In den molekularbiologischen Arbeiten kooperieren wir mit Prof. M. Sussmann (Madison, USA) und Alan Jones (Chapel Hill, NC, USA), in den biochemischen mit Prof. A. Pugin (Dijon, Frankreich).
Das Projekt "Magnetfeld-gesteuerte Gravirezeption in Pilzen und Höhere Pflanzen: die Wirkung der Schwerkraft und des Erdmagnetfeldes auf frühe Signalschritte und Genexpression" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich Biologie, Fachgebiet Pflanzenphysiologie und Photobiologie durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Das Projekt zielt auf die Aufklärung der Mechanismen, die Pflanzen und Pilze in die Lage versetzen, das Erdschwerefeld und das Erdmagnetfeld wahrzunehmen. Die experimentellen Untersuchungen erfordern erdgebundene Experimente und solche, die in Schwerelosigkeit durchgeführt werden. Es soll aufgeklärt werden, welche gravirelevanten Gene durch Beschleunigungs- und Magnetreize kontrolliert werden und welchen Einfluss die Mobilisierung von Ione, speziell Calcium, dabei spielt. Zentral ist die Frage nach der biologischen Wirkung des Erdmagnetfeldes mit und ohne Erdschwerefeld, d.h. auf der Erde und im Weltraum. 2. Arbeitsplanung - Das Projekt gliedert sich in drei Typen von experimentellen Tätigkeiten: (i) erdgebundene Experimente (Physiologie und Molekularbiologie), (ii) Experimente in Schwerelosigkeit und (iii) Experimente unter Hypergravitation. In der letzten Förderperiode wurden die Einflüsse von Beschleunigungsreizen und Magnetfeldern auf die frühen Signalschritte der Gravirezeption getrennt analysiert. Jetzt sollen beide Reize gleichzeitig moduliert werden, um besser die Interaktion der beiden Tansduktionsketten zu verstehen. Die erdgebundenen Experimente werden von zwei Doktoranden und Masterstudierenden durchgeführt. Die Experimente unter Schwerelosigkeit und Hypergravitation werden von Prof. Schmidt, dem Projektleiter und Studierenden durchgeführt. Hierbei handelt es sich um Parabelflüge, Fallturmexperimente an der Humanzentrifuge des DLR.
Das Projekt "Prävention von genotoxischen und karzinogenen Effekten kosmischer Strahlung durch den Radioprotektor Ortho-Phospho-L-Tyrosin (pTyr)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Universitätsklinik für Radioonkologie mit Poliklinik, Abteilung Strahlentherapie, Sektion für Strahlenbiologie und Molekulare Umweltforschung durchgeführt. 1. Vorhabenziel - Im Rahmen des Projektes sollen hinsichtlich der radioprotektive Wirkung von pTyr Befunde erhoben werden, die Aussagen darüber ermöglichen, inwiefern pTyr auch als Radioprotektor gegenüber der bei Weltraumaufenthalten auf Astronauten wirkenden kosmischen Strahlung anzusehen ist. Von besonderem Interesse ist hierbei die Analyse der radioprotektiven Wirkung von pTyr hinsichtlich gentoxischer und karzinogener Effekte von Hoch-LET-Strahlung. 2. Arbeitsplanung - Der Arbeitsplan beinhaltet spezifische Untersuchungen zur zellulären Reaktion normaler Fibrolasten von Mensch und Maus nach einer Schwerionenbestrahlung mit Kohlenstoff-Ionen (11.4 MeV/my) und Eisen-Ionen (100-1000 MeV/my) an der Schwerionenbestrahlungs-Einrichtung der GSI Darmstadt mit und ohne Phospho-Tyrosin-Vorbehandlung bestrahlt. Hierbei wird die radioprotektive Wirkung von pTyr hinsichtlich Zellüberleben, DNA-Schadensausprägung und -Reparatur, zytogenetischer Aberrationen sowie neoplastischer Transformation nach Strahlenexposition analysiert. Darüber hinaus wird, da bekannt ist, dass pTyr seine radioprotektive Wirkung gegenüber Photonenstrahlung im Wesentlichen über die Aktivierung der EGFR-abhängigen Signaltransduktionskaskaden ausübt, auch die Relevanz des EGFR-Signaling für Schwerionenstrahlung untersucht. Basierend auf den zu erwartenden Ergebnissen können neue und relevante Aussagen hinsichtlich der Verwendung von pTyr als aktiver Radioprotektor gegenüber Schwerionenstrahlung gemacht werden.
Das Projekt "Molekulare Biologie und Funktion der cytosolischen Phospholipase A in der pflanzlichen Signaltransduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Zierpflanzen- und Gehölzwissenschaften, Abteilung Baumschule durchgeführt. Die pflanzlichen Phospholipase A2 wurde im Labor des Antragstellers entdeckt, und ist ein Enzym in der Signaltransduktion der Pflanzen, das die Lipidbruchstücke Fettsäure(n) und Lysophospholipid(e) als potentielle Second Messenger herstellt. Die Schritte zwischen der Bindung von Auxin oder Elicitor an den Rezeptor und den physiologischen Reaktionen sollen aufgeklärt werden. Sequenzen für eindeutig cytosolische pflanzliche Phospholipasen A (iPLA) sind gefunden worden, und zwar offenbar zwei Typen, eine ohne calcium-bindendes Motiv und eine mit einem solchen Motiv, die sich entsprechend im Aktivierungsmechanismu unterscheiden könnten. Um dies mit molekularbiologischen Methoden zu untersuchen, sollen als Funktionstests eine Serie von Hefe-Komplementationen mit in vitro mutierten iPLA-Genen durchgeführt werden. Parallel dazu sollen die enzymatischen Eigenschaften der entsprechenden iPLAs aus Expressions- systemen untersucht werden. Mit Transformation von Arabidopsis mittels Sense- und Antisense-, Grün-Fluoreszenz-Protein- und GUS-Reporter-Gen-Konstrukten und der Untersuchung von Genexpression und Phänotypen soll die Funktion der iPLA-Gene weiter nachgeprüft werden. Hand in Hand mit den molekularbiologisch orientierten Methoden soll die Biochemie und Physiologie der Lipid-Metabolite, die im Zuge der Signaltransduktion gebildet werden, untersucht werden. Dabei ist jetzt schon klar, daß der Lipid-Metabolismus, den wir mithilfe einer neuen Methodik in Zellkulturzellen (Petersilie) beobachten können, nach dem Signal Auxin anders verläuft als nach dem Signal Elicitor. Bei Elicitor-Behandlung treten zusätzliche Metabolite auf, die untersucht werden sollen bzw. die dahinter steckenden enzymatischen Regulationen. Es ist durch die Arbeit anderer Arbeitsgruppen bekannt, daß sich nach Elicitor-Stimulierung das cytosolische Calcium erhöht. Wir vermuten, daß einerseits die verschiedenen Rezeptoren die Verschiedenheit im Lipid-Metabolismus bewirken, aber auch, daß nach Auxin Stimulierung das cytosolische Calcium nicht erhöht wird.In den molekularbiologischen Arbeiten kooperieren wir mit Prof. M. Sussmann (Madison, USA) und Alan Jones (Chapel Hill, NC, USA), in den biochemischen mit Prof. A. Pugin (Dijon, Frankreich).
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Untersuchungen an Insekten-IR-Rezeptoren, Sensormodelle, Konzepte für Sensordesign" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Zoologie durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Die Entwicklung und die Herstellung von neuartigen ungekühlten Infrarot-(IR)-Sensoren für ein breites Anwendungsspektrum ist das Hauptziel des beantragten Vorhabens. Dabei sollen in einem bionischen Ansatz spezielle biologische IR-Rezeptoren von Insekten als Vorlage dienen, deren Funktionsprinzip in der Technik bisher nicht genutzt wird. Diese sog. 'photomechanischen' IR-Rezeptoren wurden bisher nur bei sog. pyrophilen ('feuerliebende') Käfer und Wanzen gefunden. Im Unterschied zu ungekühlten technischen IR-Sensoren, die in der Regel als Bolometer funktionieren, setzt ein photomechanischer IR-Detektor absorbierte IR-Strahlung sehr schnell in ein mikromechanisches Ereignis um, welches von einer mechanosensitiven Sinneszelle gemessen wird. Die diesem Transduktionsprozess zugrunde liegenden Prinzipien sollen im Rahmen des Verbundprojektes zur Herstellung technischer IR-Sensoren verwendet werden. Arbeitsplanung: Vergleichende Untersuchungen zur Struktur und Funktion photomechanischer IR-Rezeptoren, Erstellung dreidimensionaler Modelle für die Simulation und Rapid Prototyping. Sensorkonzeption und Entwurfsoptimierungen einschließlich Erstellung von alternativen Konzepten für das Sensordesign. Aufbau- und Verbindungstechnik und Verkappung der vom FZ caesar gelieferten Sensoren. Aufbau kompletter Demonstratoren und ihre messtechnische Bewertung. Test von Sensoren in Hauhaltsgeräten und bei der Branddetektion. Einsatz der Sensoren bei Brandversuchen und Umwelttests.
| Origin | Count |
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| Bund | 21 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 21 |
| License | Count |
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| open | 21 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 21 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 14 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 9 |
| Lebewesen & Lebensräume | 18 |
| Luft | 9 |
| Mensch & Umwelt | 21 |
| Wasser | 8 |
| Weitere | 21 |