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Wirkung von polychlorierten Bipheylon auf pflanzliche Membranen

Die polychlorierten Biphenyle werden in der Natur nicht abgebaut. Wegen ihrer Lipidloeslichkeit stellen sie eine Gefahr nicht nur fuer tierische und menschliche Gewebe dar, sondern beeinflussen auch pflanzliche Zellen. Die bisher beobachtete Anreicherung in Algen soll durch Untersuchung der Veraenderung von Membraneigenschaften analysiert werden.

Umweltbedingte subletale Veraenderungen der Membran lebender Zellen und dadurch bedingtes Eindringen biologisch aktiver Makromolekuele in diese Zellen

Lebende Zellen des Menschen, der Tiere und z.B. der Mikroorganismen des Bodens haben eine Zellmembran, die sie von der Aussenwelt (ihrer Umwelt) abgrenzt. Abgrenzung und Schutz des Zellinneren - neben Versorgung und Entsorgung - ist die Aufgabe der Zellmembran. Auf diese Membran koennen von aussen kommende Stoffe einwirken und ihr Abschirmverhalten schwaechen ('Wegbereiter'). Schadstoffe und systemveraendernde Stoffe (genetic engeneering) koennen nun eindringen. - Im gegenwaertigen Vorhaben werden in-vitro-Medien und darin befindliche lebende Zellen als definiertes variierbares kuenstliches Modell eines Oekosystems verwendet, in dem das Verhalten definierter 'Wegbereiter' und 'Eindringlinge' erforscht wird.

Membranaufbau von Immunzellen: Abhängigkeit von der Verfügbarkeit langkettiger, mehrfach ungesättigter Fettsäuren und immunologische Bedeutung

Das Netzwerk 'Membran-Aufbau' hat zum Ziel, die Abhängigkeit der Lipidkomposition biologischer Membranen von der Verfügbarkeit langkettiger, mehrfach ungesättigter Fettsäuren aus der Nahrung zu ergründen und die immunologische Bedeutung dieser Modulierbarkeit zu beleuchten. Hierzu werden folgende Fragestellungen durch das Netzwerk untersucht: I.) Werden ungesättigte Fettsäuren bevorzugt in bestimmte Phospholipidklassen eingebaut? II.) Bestehen Unterschiede im Einbau von ungesättigten Fettsäuren zwischen verschiedenen Membrandomänen? III.) Welche Auswirkungen hat der Einbau ungesättigter Fettsäuren auf Membran-vermittelte Prozesse in vitro und in vivo? Das Netzwerk konzentriert sich hierbei auf die Untersuchung von Immunzellen. Auf diese Weise soll die Beeinflussbarkeit der Immunabwehr durch Nahrungslipide transparent gemacht und die Relevanz für die tierische/menschliche Gesundheit analysiert werden. Die Ergebnisse des Netzwerkes sollen in einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Hierzu werden zum Ende des Antragzeitraumes die gewonnenen Erkenntnisse in einem Symposium präsentiert. Zudem erfolgt die Dokumentation der Ergebnisse in Form eines Sammelbandes.

Exploring transport limitations in zero-gap alkaline electrolysis, Teilvorhaben 3:Blasengrößenverteilung in zero-gap Design alkalischer Elektrolyseure

Messsystem mit plasmonischem Sensor für die Vor-Ort-Analyse der E. coli-Belastung für die Wasserwiederverwendung, Teilvorhaben: Entwicklung einer Sensor/Detektor- und Auswerteelektronik zur vor-Ort-Erfassung von E.coli-Konzentrationen und Zellviabilität

Wechselwirkungen von Mikroorganismen und Schwermetallen in Mikrohabitaten des Bodens

Schwermetallbelastungen der Bodenmikroflora führen zu funktionellen Störungen, Proteindenaturierung und Störungen der Integrität von Zellmembranen. Effekte der toxischen Wirkung von Schwermetallen auf Bodenmikroorganismen wurden in der Vergangenheit vornehmlich an Böden mittels funktioneller Parameter nachgewiesen, ohne die räumliche Anordnung von Mikroorganismen und deren strukturelle Diversität zu berücksichtigen. Ziel dieses Projektes ist es, die Wirkungen von Schwermetallen auf Bodenmikroorganismen in Mikrohabitaten (Sand-, Schluff- und Tonfraktion) zu untersuchen. Dabei wird zunächst in zwei unterschiedlich texturierten Böden überprüft, ob Pilze und Bakterien verschiedene Lebensräume im Boden besiedeln, in denen sie selektiv durch Schwermetalle beeinflusst werden können. Klärschlammbeaufschlagte Böden werden herangezogen, um der Frage der Maskierung der Schwermetallwirkung durch organische Substanz nachzugehen. Das Ziel dieser Untersuchungen wird es sein, die Wirkung der Schwermetalle von der Wirkung der organischen Substanz in Mikrohabitaten zu trennen. Strukturelle Parameter wie Phospholipidfettsäuremuster und DGGE-Profile werden Aussagen zur mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur von schwermetallbelasteten Böden und Korngrößenfraktionen liefern. Informationen zur funktionellen Diversität von Mikroorganismen in Mikrohabitaten werden durch die Bestimmung einiger ausgewählter Bodenenzyme gewonnen. Insgesamt werden die Ergebnisse dieses Projektes einen umfassenden Beitrag zum Verständnis der Wechselwirkungen von Schwermetallen und Bodenmikroorganismen auf der Ebene der Mikrohabitate leisten, wobei insbesondere die strukturelle Analyse der Organismengemeinschaft neue Erkenntnisse zur Interpretation funktioneller Störungen in Bodenökosystemen liefert.

H2Mare_VB1: Autarke Offshore-H2-Elektrolyse, Teilvorhaben H

WIR! - GRAVOmer : noFOUL, TP3: Erarbeitung von Additivsystemen für die gezielte Funktionalisierung von Folienbeschichtungen

Alternativmethoden: Klinische Validierung einer in-vitro/in-silico Methode für pharmakokinetische Analysen von Inhalationsstoffen, Etablierung patientennaher Zellkulturen

Anpassung von Nutzpflanzen an abiotischen Stress mithilfe von aktinvermittelter, stressresponsiver Membranstabilisierung

Abiotische Stressfaktoren tragen maßgeblich dazu bei, dass Pflanzen ihr genetisches Potenzial zur Erzielung der gewünschten Produktivität nicht ausschöpfen können. Aufgrund der wachsenden Bedrohung für die Nahrungssicherheit durch den menschengemachten Klimawandel und die Umweltzerstörung wird abiotische Stresstoleranz für die Optimierung von Nutzpflanzen immer bedeutender. Neben den derzeitigen Zuchtverfahren zur Erhöhung der Nahrungssicherheit sind dringend schnellere Optimierungsprogramme für Nutzpflanzen nötig, z. B. moderne biotechnologische Instrumente zur Entwicklung neuer, vielfältiger Stressreaktionen. Weizen ist für ein Drittel der Weltbevölkerung eine der wichtigsten Getreidearten. Ertrag und Qualität werden von abiotischen Stressfaktoren, insb. Dürre (in Kombination mit Hitze) und Salzhaltigkeit, stark beeinträchtigt. In einer früheren Studie stellten wir fest, dass Erianthus arundinaceus, eine Wildart des Zuckerrohrs, bei Dürre eine höhere Hsp70-Genexpression zeigte, die mit Zunahme des Stresses durch die Dürre anstieg. Die Hsp70-Expression korrelierte mit der Dürretoleranz bei E. arundinaceus. Wir isolierten das Hsp70-Gen aus E. arundinaceus und überexprimierten es in Zuckerrohr, was die kortikale Aktinanreicherung steigerte, wodurch sich mittels Zellmembranstabilität ineinandergreifende marginale Lappen (IML) und abiotische Stresstoleranz in Zuckerrohr bildeten (Augustine et al., 2015a, 2015b). Das Hsp70-Ortholog von dürreresistentem E. arundinaceus, das durch den dürreresponsiven Ubiquitin-Promotor (Ubi 2.3) von Porteresia coarctata gesteuert wird, hat in Zuckerrohr eine fast 2000-fache Hsp70-Expression eingeleitet. Das aktuelle Projekt wurde aufgrund der Bedeutung von Weizen und der Probleme, die durch Verbesserungsstrategien für die Entwicklung multipler Stresstoleranzen in Einzelpflanzenarten entstehen, konzipiert. Aufgrund unserer vielversprechenden vorherigen Ergebnisse besteht das Ziel dieses Projekts in 1) der Identifizierung und Isolierung des stressresponsiven Promotors (Ubi 2.3) und Hsp70-Orthologs von dürreresistentem Weizen und Sorghumgenotypen; 2) der Identifizierung der physiologischen und molekularen Rolle von Aktin bei Stresstoleranz; 3) der Analyse der IML-Bildung und der Hsp70-Expression in Hsp70-Spendergenotypen; 4) der Bestimmung, ob die Überexpression von Hsp70 in Weizen als Reaktion auf die Dürretoleranz zu Aktinpolymerisation und IML-Bildung auf der Zellmembran führt; 5) der Analyse der Effekte der Hsp70-Überexpression in Weizen; und 6) der Validierung der IML-Selektionsmarker zur Identifizierung von stresstoleranten Pflanzen. Ferner nehmen wir an, dass Aktin eine zentrale Rolle bei Dürrestresstoleranz spielt und Hsp70-vermittelte kortikale Aktinanreicherung, die zu IML-Bildung und Stresstoleranz mittels Membranstabilisierung führt, ein Mechanismus zur abiotischen Stresstoleranz ist, der sich evtl. zur Steigerung der Toleranz von einkeimblättrigen Nutzpflanzen gegenüber Dürren und Salzhaltigkeit eignet.

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