Das Projekt "Die Rolle von NO in der Signaltransduktion bei pflanzlichen Abwehrreaktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie durchgeführt. Pflanzen verfügen über vielfältige Mechanismen zum Schutz vor Pathogenbefall oder Umweltstress. Dabei weisen pflanzliche Abwehrsysteme Ähnlichkeiten zum angeborenen Immunsytem von Säugern auf, bei dem Stickoxid (NO) eine Schlüsselrolle spielt. Auch in Pflanzen finden sich wichtige Komponenten der durch NO induzierten Signalübertragung. NO aktiviert Abwehrgene und ist beteiligt an programmiertem Zelltod und an der Abwehr von Pathogenen. Das vorgeschlagene Projekt hat zum Ziel, die Signalübertragung durch NO in Tabak und Arabidopsis zu erforschen und die Rolle von NO bei der Abwehr von Pathogenen zu klären. (1) Ein Schwerpunkt soll in der Aufklärung der Signalübertragung durch NO und der Aktivierung von Abwehrgenen liegen. Es soll geklärt werden, ob NO als mobiles Signal dient, und ob andere Signalmoleküle (z.B. Salicylsäure) in die NO-Signalübertragung integriert sind. (2) Um die Bedeutung von NO für die Regulation von Abwehrmechanismen zu klären, sollen Expressionsprofil und Expressionsdynamik von NO-induzierten Genen durch DNA-ChipTechnologie analysiert werden. Diese neuartige Technik wird auch Aufschluss über eine etwaige Vernetzung der NO-Signalübertragung mit pflanzlichen Hormonsystemen liefern. Die Erforschung der Signalübertragung durch NO in Pflanzen kann unser Verständnis von Resistenzmechanismen vertiefen und zur Entwicklung pathogen-resistenter Pflanzen beitragen.
Das Projekt "Redox- und Alkylierungsreaktionen von Glutathion und toxische Wirkungen von Fremdstoffen in der Leberzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Physiologische Chemie 1 und 2 durchgeführt. Bei der Einwirkung toxischer Fremdstoffe auf Zellen und Organe ist Glutathion haeufig in Redox- und Alkylierungsreaktionen beteiligt, und zwar im wesentlichen im Sinne einer Detoxikation. Die damit einhergehende Verminderung der Verfuegbarkeit von Glutathion kann derart ausgepraegt sein, dass man quasi von einer biochemischen Primaerlaesion sprechen kann. Inwieweit die Beteiligung von Glutathion selber zum Zustandekommen toxischer Symptome fuehrt, ist noch offen. Die Frage nach der Bedeutung von Glutathion fuer den Zellstoffwechsel ist noch nicht vollstaendig geklaert. Die experimentellen Moeglichkeiten, die Glutathionspiegel durch Angebot von Substraten fuer die Glutathion-S-Transferasen zu variieren und sodann die Folgeprozesse zu untersuchen, sollen an der isoliert perfundierten Leber sowie an isolierten Hepatozyten der Ratte mit der zur Verfuegung stehenden Analytik der Organspektrophotometrie und der Metabolitanalytik genutzt werden. Zweitenssoll die Frage nach der H2O2-Bildung bei Fremdstoffumsatz am mikrosomalen System des Cytochroms P-450 in der intakten Zelle geklaert werden. Als Indikator wird der vom Antragsteller beschriebene Efflux von Glutathiondisulfid bei Hydroperoxydumsatz verwendet. Dieser Teil des Projekts beschaeftigt sich somit mit den toxischen Sauerstoffmetaboliten bei Fremdstoffumsatz.
Das Projekt "Nachweis der Expression von cellulolytischen Enzymen des Rapsschädlings Leptosphaeria maculans in planta" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. In der Interaktion zwischen dem phytopathogenen Pilz Leptosphaeria maculans und seiner Wirtspflanze Raps spielen Cellulose-abbauende Enzyme eine entscheidende Rolle. Mit Hilfe dieser Enzyme ist der Pilz in der Lage, den Sproß der Pflanze bis zur Wurzelhalsregion so zu degradieren, dass die Pflanze umfällt. Die Krankheit wird deshalb auch Umfallkrankheit genannt. die Knickstelle befindet sich meist im Wurzelhalsbereich. Cellulose-abbauende Enzyme des Pilzes sind neben den Pektinasen demzufolge die Ursache dieses Symptoms, das der Umfallkrankheit ihren Namen gab. Über die Regulation und die Wirkungsweise des cellulolytischen Enzymkomplexes in der Pflanze ist bisher wenig bekannt. Mit Hilfe von Reportergenfusionen, die durch Transformation in dem Rapsschädling Leptosphaeria maculans exprimiert und dann in situ untersucht werden sollen, wollen wir die Expression dieser Gene in planta messen und ihre Genprodukte im Pflanzengewebe lokalisieren. Durch die Verwendung multipler Reportersysteme soll das Expressionsverhalten gleichzeitig und aufeinander bezogen dargestellt werden. Dieser Ansatz läßt neue Aspekte in der Wirkungsweise synergistisch wirkender Enzymkomplexe erhoffen
Das Projekt "Aufklärung des herbiziden Wirkmechanismus bei Addukten der Ascorbinsäure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Pflanzenphysiologie durchgeführt. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Pharmazie (Prof. Eger) wird der Wirkmechanismus verschiedener Michael-Addukte der Ascorbinsäure auf den Photosyntheseapparat untersucht. Der Wirkmechanismus konnte identifiziert werden. Das Ascorbinsäureaddukt zerstört die für die Zellfunktion entscheidenden Reduktionsäquivalente, so dass die Zellen kein ATP mehr bilden können. Die Arbeit wird nach Aufklärung der zellinternenen chemischer Umsetzungsreaktion mit den Reduktionsäquivalenten zur Publikation vorbereitet.
Das Projekt "NATTER - Optimierte Natrium-Feststoffbatterien mit neuen Anoden basierend auf Kohlenstoffgerüststrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Das Verbundvorhaben NATTER beschäftigt sich mit der Entwicklung von Natrium-Feststoffbatterien. Ziel ist dabei die Entwicklung einer Feststoffbatterie auf Basis gut verfügbarer Elemente. So soll diese ohne Materialien wie Lithium oder Kobalt auskommen. Im Gegensatz zur Forschung auf Lithium-Feststoffbatterien, für welche Materialien zumindest teilweise kommerziell erhältlich sind, gibt es für Natrium-Feststoffbatterien kaum kommerziell erhältliches Material, so dass alle Zellkomponenten selbst synthetisiert, charakterisiert und kombiniert werden müssen. Als Anodenaktivmaterial sollen Kohlenstoffe eingesetzt werden, als Kathodenmaterial Schichtoxide. Die Funktion der Zelle soll durch Nutzung von zwei verschiedenen, anorganischen Festelektrolyten (FE) gewährleistet werden. So soll ein sulfidischer FE als Separator und Anolyt genutzt werden und ein halogenidischer FE als Katholyt. Die Materialauswahl und die Zielsetzungen des Projekts basieren auf Vorerfahrungen, die im Projekt NASEBER gesammelt wurden. Im Zentrum des Teilvorhabens der HU Berlin stehen Arbeiten auf Schichtoxiden, welche sich durch eine hohe chemische Vielfalt auszeichnen. Dies lässt ein gezieltes Design der Eigenschaften des Elektrodenmaterials zu.
Das Projekt "TransitionTransfer - Natrium-Ionen Batterie Demonstratoren für mobile und stationäre Energiespeicher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Das Verbundvorhaben TRANSITION TRANSFER beschäftigt sich mit der Entwicklung von Natriumionenbatterien (NIBs). Dabei werden die einzelnen Komponenten (Anode, Kathode, Elektrolyt) konsequent weiterentwickelt und hochskaliert. Als Kathode sollen Schichtoxide, als Anode Hartkohlenstoffe und als Elektrolyte verschiedene nichtwässrige Systeme eingesetzt werden. Die Funktion der besten Kombinationen sollen in gestapelten Pouchzellen demonstriert und perspektivisch auf Zellen des Formats 18650 oder 21700 übertragen werden. Im Zentrum des Teilvorhabens der HU Berlin stehen zum einen Arbeiten zu Schichtoxiden der allgemeinen Zusammensetzung NaxDyFezMn0.55Ni0.11O2 (D=divalentes Ion (Mg oder Ca). Durch systematische Variation der Zusammensetzung sollen die elektrochemischen Eigenschaften optimiert werden. Die aussichtsreichsten Materialien werden dann im Verbund durch einen Projektpartner hochskaliert. Zum anderen wird mittels Gasanalyse während des Zellbetriebs die Stabilität der Zellen (Halb- und Vollzellen) unter Einsatz verschiedener Elektrolytsysteme (Carbonate, Ether und Glyoxale) untersucht, um so Nebenreaktionen zu detektieren und das Stabilitätsfenster der Zelle zu bestimmen. Darüber hinaus soll der Einfluss von Elektrolytadditiven auf die Zellstabilität untersucht werden.
Das Projekt "Alternativmethoden: Übertragung der Cell Painting Methode auf den E-Morph Assay zur Anwendung im phänotypischen HT/HC Screening umfangreicher Chemikalienbibliotheken (MORPHEUS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie im Forschungsverbund Berlin e.V. (FMP) durchgeführt. Die Screening Unit (Leitung Dr. von Kries) am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie hat einen Test zur Profilierung von Substanzwirkungen und Genfunktionen in Zellkulturen im Hochdurchsatz mit automatisierten Mikroskopen entwickelt. Hierbei können für jede einzelne Zelle bis zu 1.000 morphologische Parameter von fluoreszenz-markierten Zellstrukturen vermessen und automatisch analysiert werden (Cell Painting). Hierfür wurden Referenzsubstanzen benutzt deren Wirkmechanismus bekannt und somit den komplexen Änderungen von morphologischen Mustern der Änderungen zugeordnet werden kann. Diese am FMP etablierte Technologie soll im MORPHEUS-Projekt mit dem am BfR etablierten Test zur hormonabhängigen Änderung der Morphologie von Zellen kombiniert werden und im Resultat Tierversuche reduzieren. Die Screening Unit wird Brustkrebszellen (MCF7) und Leberzellen nach Applikation von Substanzsammlungen mit annotierter und unbekannter Wirkung in diesem Vorhaben profilieren. Der kombinierte Assay wird genutzt um aus insgesamt ca. 3000 Substanzen hormonell aktive Moleküle herauszufiltern und diese weiter zu charakterisieren. Darüber hinaus werden im Rahmen eine proof-of-concept Studie in silico Modelle zur Vorhersage von Substanzwirkungen anhand von molekularen und morphologischen Fingerabdrücken entwickelt. Hierfür werden in einem iterativen Prozess weitere 450 Substanzen aus der FMP Library gescreent um die Vorhersagen zu einzelnen Substanzen experimentell zu überprüfen und die dadurch gewonnenen Erkenntnisse zur Modellverfeinerung verwendet. Die Erkennung von morphologischen Mustern (für spezifische Substanzwirkungen signifikante Änderungen von Messwerten für Zellstrukturen, wie z.B. Zellkern oder Mitochondrien und Membransysteme) soll der Zuordnung von Störungen von Zellfunktionen dienen, die eindeutig auf hormonartige Wirkungen von Substanzen dienen. Diese spezifischen Muster sind für die Diagnostik von Krankheiten und die Entwicklung von Wirkstoffen von Bedeutung.
Das Projekt "Der unterirdische Microbial Loop für Nährstoffrecycling in kohlenwasserstoffkontaminierten Grundwasserleitern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Umweltmikrobiologie und Biotechnologie (UMB) durchgeführt. Der mikrobielle Abbau Kohlenwasserstoffen findet hauptsächlich am Rand von Schadstofffahnen im Grundwasser statt. Dementsprechend kommt es in diesen Hot-Spots auch zu einem erhöhten Biomassewachstum und erhöhtem Nähstoffverbrauch (P, N). In diesem Projekt wollen wir untersuchen inwiefern mikrobielle Gemeinschaften eine potentielle Limitierung von P und N durch ein Nährstoffrecycling von toter Biomasse (Nekromasse) kompensieren können. Wir werden quantifizieren, inwiefern der Subsurface Microbial Loop zu einem höheren Abbau von Kohlenwasserstoffen führt. Da durch den Abbau von Nekromasse viele verschiedene Stoffe freigesetzt werden, untersuchen wir auch, ob es dadurch zu einer Erhöhung der Biodiversität von Mikroorganismen kommt. Um den Subsurface Microbial Loop und den Anteil der involvierten Mikroorganismen an der Gesamtbiomasse quantifizieren zu können, entwickeln wir eine neue Hochdurchsatzmethode um aktivitäts- und funktionsbasiert Zellen sortieren zu können. Durch die Kopplung von Raman-Mikroskopie mit Microfluidic wird die Funktion von Zellen aufgrund ihrer Inkorporation von stabilen Isotopen identifiziert und quantifiziert. Die Zellen werden dann mit der Microfluidic sortiert und einer molekularen Analyse zur phylogenetischen Identifizierung zugeführt.
Das Projekt "Membranaufbau von Immunzellen: Abhängigkeit von der Verfügbarkeit langkettiger, mehrfach ungesättigter Fettsäuren und immunologische Bedeutung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Veterinär-Physiologisch-Chemisches Institut durchgeführt. 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.
Das Projekt "Zellulaerer Transport alimentaerer Xenobiotika und ihre Wechselwirkung mit biologischen Membranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Veterinär-Physiologie durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den zellulaeren Transport ausgewaehlter alimentaerer Cancerogene und Mutagene in den Epithelien von Duenndarm und Niere sowie in Hepatocyten zu charakterisieren. Diese Zellen sind entscheidende Stellglieder in der Regulation der Xenobiotikabelastung des Koerpers, wobei sie aufgrund ihrer Funktionen auch einer besonders hohen Fremdstoffbelastung ausgesetzt sind. Diese wuerde zwangsweise zu mutagenen Veraenderungen und zu Transformationen fuehren, wenn nicht spezifische Exportmechanismen zur Absenkung der zellulaeren Konzentration von Wirkstoffen vorhanden waeren. Insbesondere das 'Multidrug-resistence Gene- Product'(MDR-1 oder gp-170), welches in der luminalen Membran von Enterocyten und Tubuluszellen, sowie der canaliculaeren Membran von Hepatocyten nachgewiesen wurde, scheint dafuer verantwortlich zu sein. Das MDR-1 Genprodukt ist eine ATP-abhaengige Exportpumpe, die u. a. eine Reihe von antineoplastischen Pharmaka transportiert. Inwieweit gp-170 auch Xenobiotika dietaetischen Ursprungs als 'natuerliche' Substrate transportiert, ist nicht geklaert. Dies soll als Schwerpunkt im Rahmen des Vorhabens geprueft werden. Darueber hinaus soll ein Testsystem entwickelt und etabliert werden, das es erlaubt, die Wirkung von Xenobiotika auf Ionenkanaele und damit die normale Transportfunktion der biologischen Membran zu untersuchen. Das Forschungsvorhaben ist in folgende Teilprojekte mit spezifischen Fragestellungen untergliedert: a) Was sind die Mechanismen, mit denen alimentaere Xenobiotika in Enterocyten, Tubuluszellen und Hepatocyten aufgenommen werden? b) Ist das MDR-1 Genprodukt(gp-170) als ATP- abhaengige Effluxpumpe fuer den Ruecktransport der aufgenommenen Fremdstoffe aus den Zellen in das Lumen verantwortlich? c) Inwieweit wird gp-170 nach Verabreichung alimentaerer Carcinogene und Mutagene in Epithelzellen und Hepatocyten ueberexprimiert und fuehrt dies zu einer erhoehten Transportleistung fuer den ATP-abhaengigen Efflux der Fremdstoffe aus den Zellen? d) Inwieweit sind die an isolierten Membranen gewonnenen Erkenntnisse auf dieser Ebene der Reintegration als zentrales Stellglied in der Fremdstoffhomoeostase identifiziert werden? e) In welchem Umfang und wie beeinfussen Xenobiotika den Ionentransport an biologischen Membranen und kann diese Wirkung als Indikator fuer die Cytotoxizitaet eines Fremdstoffes genutzt werden?
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| Bund | 255 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 255 |
| License | Count |
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| offen | 255 |
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