Sensor cell lines have been developed to monitor rapid non-genomic signalling cascades influenced by endocrine-active substances. These in-vitro bioassays were created by genetically modifying G-protein coupled estrogen receptor (GPER1) expressing cells to become artificial fluorescent signalosomes. Both GPER1 agonists and antagonistic compounds were used to characterize the respective sensor cells. The bioassays were then used to screen for potential endocrine-disrupting substances. In addition, these assays have been used to evaluate influent and effluent from advanced treatment units in several wastewater treatment plants.
Aufgrund seiner hormonähnlichen Wirkung im Menschen und anderen Organismen ist der Einsatz von Bisphenol A mit Umwelt- und Gesundheitsrisiken verbunden. Das Ziel des Projektes war es BPA-Substitutionskandidaten, deren Verwendungsmuster wahrscheinlich zu einem Eintrag in die Umwelt führen kann, zu recherchieren (44 Stoffe), vorhandene Literaturdaten auszuwerten und für identifizierte Datenlücken Tests auf in vitro Ebene durchzuführen. So wurden 26 Substanzen auf ihre östrogene und androgene Wirkung getestet. Bei 43 Substanzen besteht nach Recherche und Tests ein Anfangsverdacht auf ED-Wirkungen (33) oder die Datenlücken konnten nicht geschlossen werden (10). Die Ergebnisse werden in den europäischen Prozess zur Regulierung der Stoffgruppe der Bisphenole eingebracht. Veröffentlicht in Texte | 123/2019.
Der als Werkzeug für die Umweltüberwachung von Arzneimitteln entwickelte NSAID in-vitro Assay wurde hinsichtlich seiner Eignung zum Nachweis von COX-Inhibitor-Aktivitäten in Oberflächengewässern validiert. Es wurde ein Standardverfahren basierend auf der Festphasenextraktion von wässrigen Proben etabliert. Hierzu wurde ein Probenahmeprotokoll, das für Östrogene eingesetzt wird, so modifiziert, dass eine höhere Stabilität von NSAIDs erreicht wurde. Die Sensitivität des NSAID in-vitro Assays wurde verbessert, indem Matrixeffekte minimiert und die Stabilität des Substrats Arachidonsäure erhöht wurde. Die Validierungsmerkmale Linearität, Messbereich, Genauigkeit, Präzision, und Nachweisgrenze wurden bestimmt. Das Testverfahren wurde für die Messung von 39 Oberflächenwasserproben, die zwischen Herbst 2017 und Frühjahr 2018 an EU Watch List Probenahmestellen in 14 EU-Mitgliedstaaten und 4 Schweizer Kantonen entnommen wurden, eingesetzt. Die mit dem NSAID in vitro Assay gemessenen Diclofenac-Äquivalente der Oberflächenwasserproben wurden mit den Ergebnissen der chemischen Analytik (LC-MS/MS) von Diclofenac und anderen COX-Inhibitoren verglichen. Quelle: Forschungsbericht
Der als Werkzeug für die Umweltüberwachung von Arzneimitteln entwickelte NSAID in-vitro Assay wurde hinsichtlich seiner Eignung zum Nachweis von COX-Inhibitor-Aktivitäten in Oberflächengewässern validiert. Es wurde ein Standardverfahren basierend auf der Festphasenextraktion von wässrigen Proben etabliert. Hierzu wurde ein Probenahmeprotokoll, das für Östrogene eingesetzt wird, so modifiziert, dass eine höhere Stabilität von NSAIDs erreicht wurde. Die Sensitivität des NSAID in-vitro Assays wurde verbessert, indem Matrixeffekte minimiert und die Stabilität des Substrats Arachidonsäure erhöht wurde. Die Validierungsmerkmale Linearität, Messbereich, Genauigkeit, Präzision, und Nachweisgrenze wurden bestimmt. Das Testverfahren wurde für die Messung von 39 Oberflächenwasserproben, die zwischen Herbst 2017 und Frühjahr 2018 an EU Watch List Probenahmestellen in 14 EU-Mitgliedstaaten und 4 Schweizer Kantonen entnommen wurden, eingesetzt. Die mit dem NSAID in vitro Assay gemessenen Diclofenac-Äquivalente der Oberflächenwasserproben wurden mit den Ergebnissen der chemischen Analytik (LC-MS/MS) von Diclofenac und anderen COX-Inhibitoren verglichen. Quelle: Forschungsbericht
Als Werkzeuge für das Biomonitoring von Arzneimitteln wurden Wirkmechanismus-basierte in vitro-Assays entwickelt, durch die der Nachweis von Wirkungen zweier Arzneimittelgruppen, entzündungs-hemmender Schmerzmittel, wie Diclofenac (NSAIDs) und Beta-Blocker, wie Metoprolol. möglich ist. Hierfür wurden stabile Zelllinien entwickelt, die Wirkmechanismus-basierte sensorische und signal-gebende rekombinante Proteine exprimieren. Diese ermöglichen die schnelle Visualisierung von Fluo-reszenzsignaländerungen in den lebenden Zellen. Darauf aufbauenden Mikroplattenformat-Assays wurden für die quantitative Bestimmung von Metoprolol- und Diclofenac-Aktivität in Kläranlagenab-läufen erfolgreich eingesetzt um die Relevanz und Eignung dieser Tests zum Abbilden von Wirkungen bei Freilandrelevanten aquatischen Organismen zu zeigen, wurden parallel Wirkuntersuchungen mit Fischen (Bachforellen und deren Eier), Krebstieren (Flohkrebsen, Daphnien), Schnecken und mit im Sediment lebenden Würmern durchgeführt. Die Untersuchungen fanden (1) unter kontrollierten Laborbedingungen mit Einzelsubstanzen und binären Mischungen, (2) in aquatischen Mesokosmen (Fließrinnen) sowie im Freiland in einem Durchflusssystem, das vom Ablauf einer kommunalen Kläranlage gespeist war, statt. An den exponierten Organismen wurden sowohl populationsrelevante Endpunkte, wie Mortalität, Fruchtbarkeit oder Reproduktion, als auch Biomarker (Reaktionen von Stressproteinen und Parame-tern, die oxidativen Stress anzeigen sowie histologische Veränderungen) untersucht, die den Gesund-heitsstatus der Individuen abbilden. Quelle: Forschungsbericht
Wissenschaftliche Publikationen des Fachbereiches SG, 2005 - 2016 Wissenschaftliche Publikationen des Fachbereichs SG 2005 Aufsätze in referierten Zeitschriften Barth I, Mielcarek J, Rimpler A.. Strahlenexposition des Personals bei der medizinischen Anwendung von β-Strah- lern. Strahlenschutz in Forschung und Praxis 2005; 47: 99-107 Bahner ML, Bengel A, Brix G, Zuna I, Kauczor HU, Delorme S. Improved Vascular Opacification in Cerebral Com- puted Tomography Angiography With 80 kVp. Invest Radiol 2005; 40:229-234 Bauer S, Gusev BI, Pivina LM, Apsalikov KN, Grosche B. Radiation exposure due to local fallout from Soviet atmos- pheric nuclear weapons testing in Kazakhstan: solid cancer mortality in the Semipalatinsk historical cohort, 1960- 1999. Radiat Res 2005; 164(4):409-419. Brix G, Beyer T. PET/CT: Dose-Escalated Image Fusion? Nuklearmedizin 2005; 44: 51-57 Brix G, Lechel U, Glatting G, Ziegler SI, Münzing M, Müller SP, Beyer T. Radiation Exposure of Patients Undergoing Whole-Body Dual-Modality 18F-FDG PET/CT Examinations. J Nucl Med 2005; 46: 608-613 Brix G, Nekolla EA, Griebel J. Strahlenexposition von Patienten durch diagnostische und interventionelle Röntgen- anwendungen: Fakten, Bewertung und Trends. Radiologe 2005; 45: 340-349 Brix G, Schlicker A, Mier W, Peschke P, Bellemann ME. Biodistribution and Pharmacokinetics of the 19F-labeled Radiosensitizer 3-Aminobenzamide: Assessment with 19F MR Imaging. Magn Reson Imaging 2005; 23: 967-976 Czarwinski R, Weiss W. Safety and Security of Radioactive Sources - International Provisions. Kerntechnik 2005; 70 (5-6): 315-321 Darby S, Hill D, Auvinen A, Barros-Dios JM, Baysson H, Bochicchio F, Deo H, Falk R, Forastiere F, Hakama M, Heid I, Kreienbrock L, Kreuzer M, Lagarde F, Makelainen I, Muirhead C, Oberaigner W, Pershagen G, Ruano-Ravina A, Ruosteenoja E, Rosario AS, Tirmarche M, Tomasek L, Whitley E, Wichmann HE, Doll R. Radon in homes and risk of lung cancer: collaborative analysis of individual data from 13 European case-control studies. Br Med J 2005; 330:223-6. Edwards A A, Lindholm C, Darroudi F, Stephan G, Romm H, Barquinereo J, Barrios L, Caballin MR, Roy L, Whitehouse CA, Tawn EJ, Moquet J, Lloyd DC, Voisin P. Review of Translocations Detected by Fish for Retrospective Biological Dosimetry Applications. Radiat Prot Dosimetry 2005; 113(4): 396-402 Gomolka M, Rössler U, Hornhard S, Walsh L, Panzer W, Schmid E. Measurement of the Initial Levels of DNA Damage in Human Lymphocytes induced by 29 kV X Rays (Mammography X Rays) Relative to 220 kV X Rays and gamma Rays. Radiat Res 2005; 163(5):510-9 Hacker M, Schnell-Inderst P, Noßke D, Weiss M, Stamm-Meyer A, Brix G, Hahn K. Radiation Exposure of Patients Undergoing Nuclear Medicine Procedures in Germany between 1996 and 2000: Multicenter Evaluation of Age and Gender-specific Patient Data. Nuklearmedizin 2005; 44: 119-130 Hartmann M, Dalheimer A. Results of in vitro intercomparison tests of the Coordinating Office on Incorporation Mon- itoring in Germany. Kerntechnik 2005; 70: 5-6; 327-328 Hunt JG, Noßke D, dos Santos DS. Estimation of the Dose to the Nursing Infant due to Direct Irradiation from Activity Present in Maternal Organs and Tissues. Radiat Prot Dosimetry 2005; 130: 290-299 Latza U, Hoffmann W, Terschüren C, Chang-Claude J, Kreuzer M, Schaffrath Rossario A, Kropp S, Stang A, Ahrens W, Lampert T, Straif K. Rauchen als möglicher Confounder in epidemiologischen Studien: Standardisierung der Er- hebung, Quanitfizierung und Analyse. Gesundheitswesen 2005; 67: 795-802 Lucht R, Delorme S, Heiss J, Knopp M, Weber MA, Griebel J, Brix G. Classification of Signal-Time Curves Obtained by Dynamic Magnetic Resonance Mammography: Statistical Comparison of Quantitative Methods. Invest Radiol 2005; 40: 442-447 Neff T, Kiessling F, Brix G, Baudendistel K, Zechmann C, Giesel F, Bendl R. Optimized Workflow for the Integration of Biological Information into Radiotherapy Planning: Experiences with T1w DCE-MRI. Phys Med Biol 2005; 50: 4209- 4223 Nekolla EA, Griebel J, Brix G. Einführung eines Mammographie-Screening-Programms in Deutschland: Erwägun- gen zu Nutzen und Risiko. Radiologe 2005; 45: 245-254 Stand: Mai 2017 Wissenschaftliche Publikationen des Fachbereiches SG, 2005 - 2016 Nolte R, Mühlbradt KH, Meulders JP, Stephan G, Haney M, Schmid E. RBE of quasi-monoenergetic 60 MeV neutron radiation for induction of dicentric chromosomes in human lymphocytes. Radiat Environ Biophys 2005; 44(3):201- 209 Petoussi-Henss N, Zankl M, Noßke D. Estimation of Patient Dose from Radiopharmaceuticals Using Voxel Models. Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals 2005; 20: 103-109 Rimpler A, Barth I. Beta-Strahler in der Nuklearmedizin – Strahlengefährdung und Strahlenschutz des Personals. Der Nuklearmediziner 2005; 28: 240-249 Stephan G, Kampen WU, Noßke D, Roos H. Chromosomal Aberrations in Peripheral Lymphocytes of Patients Treated with Radium-224 for Ankylosing Spondylitis. Radiat Environ Biophys 2005; 44: 23-28 Tapio S, Danescu-Mayer I, Asmuss M, Posch A, Gomolka M, Hornhardt S. Combined Effects of Gamma Radiation and Arsenite on TK6 Cell Proteome. Mutation Res 2005; 581 (1-2): 141-52 Whitehouse CA, Edwards AA, Tawn EJ, Stephan G, Oestreicher U, Moquet JE, Lloyd DC, Roy L, Voisin P, Lindholm C, Barquinero J, Barrios L, Caballin MR, Darroudi F, Fomina J. Translocation Yields in Peripheral Blood Lymphocytes from Control Populations. Int J Radiat 2005; 81(2): 139-145 Wichmann HE, Rosario AS, Heid IM, Kreuzer M, Heinrich J, Kreienbrock L. Increased lung cancer risk due to resi- dential radon in a pooled and extended analysis of studies in Germany. Health Phys 2005; 88(1):71-9 Aufsätze in nichtreferierten Zeitschriften Barth I, Mielcarek J, Rimpler A.. Strahlenexposition des Personals und Strahlenschutzmaßnahmen bei der medizi- nischen Anwendung von β-Strahlern. StrahlenschutzPraxis 2005; 2: 52-60 Bayer A. Systeme zur Überwachung der Umweltradioaktivität in der Bundesrepublik Deutschland. Strahlenschutz- Praxis 2005; 4: 49-55 Czarwinski R, Elmer E, Loertscher Y, Nürbchen F, Paßvoß T, Rodriguez J, Rosenthal B, Schmitzer C, Schrempp S. Sicherheit von Strahlenquellen - was tun wir dafür? StrahlenschutzPraxis 2005; 3: 3-29 Ettenhuber E, Jung T, Kirchner G, Kreuzer M, Lehmann R, Meyer W. Begrenzung der Strahlenexposition durch Radon in Aufenthaltsräumen. StrahlenschutzPraxis 2005;1: 52-58 Ettenhuber E, Jung T, Kreuzer M, Kirchner G, Lehmann R, Meyer W. Das Radonschutzgesetz – Ein neuer deut- scher Weltrekord? StrahlenschutzPraxis 2005; 4: 65-67 Frasch G, Petrová K, Schnuer K. The ESOREX Project - European Studies of Occupational Radiation Exposure. StrahlenschutzPraxis 2005; 1: 21-24 Frasch G. Was überwacht das Strahlenschutzregister? StrahlenschutzPraxis 2005; 1: 24-27 Grosche B, Kreuzer M, Tschense A. Uranbergarbeiterstudien in Deutschland und Europa. StrahlenschutzPraxis 2005; 4: 12-15 Grosche B. Epidemiologie: Studien zur Strahlenwirkung – Was können wird daraus lernen? – Ein Resümee; Strah- lenschutzPraxis 4/2005: 38 Grosche B. Neue Entwicklungen in der Strahlenepidemiologie. StrahlenschutzPraxis 2005;4: 4-5 Grosche B. Progress in assessing the public health impact from residues of nuclear bomb testing in Kazakhstan (invited Editorial). J Radiol Prot 2005; 25: 123-124 Kreuzer M. Lungenkrebs durch Radon in Wohnungen. Aktuelle epidemiologische Evidenz. StrahlenschutzPraxis 2005; 4: 5-11 Kreuzer M. Lungenkrebsrisiko durch Radon in Wohnungen. StrahlenschutzPraxis 2005; 2: 61-65 Kreuzer M. Radon in Wohnungen ist wichtigster Umweltrisikofaktor für Lungenkrebs. Umweltmedizinischer Informa- tionsdienst (UMID) 2005; 1:12-15 Romm H, Oestreicher U, Stephan G. Welche Möglichkeiten bietet die biologische Dosimetrie für den beruflichen Strahlenschutz? StrahlenschutzPraxis 2005; 1: 37-42 Schmitt-Hannig A. Europäisches ALARA Netzwerk. StrahlenschutzPraxis , ISSN 0947-434X, 2005;1: 18-20 Stand: Mai 2017 Wissenschaftliche Publikationen des Fachbereiches SG, 2005 - 2016 Monographien/Bücher Brix G, Weiss W. Detectors for Radiation Protection. In: Landolt-Börnstein: Numerical Data and Functional Relation- ships in Science and Technology - New Series Volume VIII/2: Radiological Protection. Kaul A, Becker D (Eds). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag; 2005 Dalheimer A. In vitro measurements: Excretion analyses. In: Landolt-Börnstein: Numerical Data and Functional Re- lationships in Science and Technology - New Series Group VIII, Volume 4: Radiological Protection. Kaul A, Becker D (Eds). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag; pp. 10.83-10.98, 2005 Latza U, Hoffmann W, Terschüren C, Chang-Claude J, Kreuzer M, Schaffrath Rossario A, Kropp S, Stang A, Ahrens W, Lampert T. Erhebung, Quantifizierung und Analyse der Rauchexposition in epidemiologischen Studien. Robert- Koch-Institut, Berlin, 2005 Beiträge zu Publikationen im Eigenverlag Bergler I, Bernhard C, Gödde R, Löbke-Reinl A, Schmitt-Hannig A (Hrsg). Strahlenschutzforschung - Programm- report 2004 -Bericht über das vom Bundesamt für Strahlenschutz fachlich und administrativ begleitete Ressortfor- schungsprogramm Strahlenschutz des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. BfS- Schr-35/05, Salzgitter, 2005 Frasch G, Almer E, Fritzsche E, Kammerer L, Karofsky R, Spiesl J. Die berufliche Strahlenexposition in Deutsch- land 2003: Auswertung des Strahlenschutzregisters. Salzgitter, BfS-SG-Bericht 05/2005 Hartmann M, Beyer D, Dalheimer A, Hänisch K. Ergebnisse der In-vitro-Ringversuche: S-35 in Urin sowie Am-241 und Pu-Isotpe in Urin. Salzgitter, BFS-Schrift 33/2005 Stegemann R, Frasch G, Kammerer L, Spiesl J. Die berufliche Strahlenexposition des fliegenden Personals in Deutschland. Salzgitter, BfS-SG-Bericht 06/2005 Trugenberger-Schnabel A, Peter J, Kanzliwius R, Bernhard C, Bergler I (Hrsg). Umweltradioaktivität in der Bun- desrepublik Deutschland Daten und Bewertung für 2002 und 2003, Bericht der Leitstellen des Bundes und des Bun- desamtes für Strahlenschutz. BfS-SCHR-34/05, Salzgitter 2005 Beiträge zu Sammelwerken (Fremdverlag) / Paper in Tagungsbänden Brix G, Kiessling F, Lucht R, Wasser K, Delorme S, Griebel J. Microcirculation in Muscle Tissue and Breast Carci- noma: Pharmacokinetic Analysis of Dynamic Contrast-Enhanced MR Measurements. Proceedings of the jointly held Congresses ICMP 2005 and BMT 2005, Nürnberg,Biomed Tech 2005; 50: 1146-1147 Czarwinski R, Weiss W. Sicherheit von Strahlenquellen. In: Buchert G, Czarwinski R, Kraus W, Martini E, Rühle H, Stolze B, Wust P (Hrsg): Kompendium der 14. Sommerschule für Strahlenschutz Berlin, 223-238, 2005 Frasch G, Stegemann R, Kammerer L. Aircrew Monitoring of Occupational Exposure to Ionising Radiation, Proceed- ings 9th European ALARA Network Workshop on Occupational Exposure to Natural Radiation, Augsburg 2005 http://www.eu-alara.net/index.php/workshops-mainmenu-38/24-workshops/61-ean9.html Kemski J, Klingel R, Siehl A, Stegemann R. Radon Transfer from Ground to Houses and Prediction of Indoor Radon in Germany based on Geological Information. In: Radioactivity in the Environment, 7: McLaughlin J.P; Simopoulos SE, Steinhäusler F. (Hrsg.):The Natural Radiation Environment 2005; VII: 820-832, 2005 Nekolla E, Veit R, Griebel J, Brix G. Frequency and Effective Dose of Diagnostic X-ray Procedures in Germany. Proceedings of the jointly held Congresses ICMP 2005 and BMT 2005, Nürnberg .Biomed Tech 2005; 50: 1334-1335 Nekolla EA, Walsh L, Schottenhammer G, Spiess H. Malignancies in patients treated with high doses of Radium- 224, Proceedings of the 9th International Conference on Health Effects of Incorporated Radionuclides. Emphasis on Radium, Thorium, Uranium and Their Daughter Products (HEIR 2004). GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, GSF-Bericht 06/05 (ISSN 0721 – 1694), 2005, pp. 67-74 Noßke D, Karcher K, Minkov V, Brix G. Dose Assessment for the Offspring after Radioiodine Therapy During an Unknown Pregnancy. Proceedings of the jointly held Congresses ICMP 2005 and BMT 2005, Nürnberg Biomed Tech 2005; 50: 925-926 Schmitt-Hannig A, Möbius S, Bickel A, Sadagopan G, Williams M. ENETRAP: Comparing the scientific content of the IAEA Standard Syllabus to European Requirements. Proceedings of the ETRAP2005 (3rd international confer- ence on Education and Training in Radiological Protection), 23-25 November 2005, Brussels, Belgium, ISBN 9076971110 Stand: Mai 2017
Das Projekt "Entwicklung eines in vitro Mikronukleus Tests mit primären humanen Zellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Kaiserslautern durchgeführt.
Das Projekt "Alternativmethoden: Etablierung des Monozyten-Aktivierungstests in der Risikoabschätzung maskierter Endotoxine in Arzneimitteln (PyroSafe)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Paul-Ehrlich-Institut Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel, Abteilung 1 Mikrobiologie - Fachgebiet 1,3 Mikrobiologische Sicherheit durchgeführt. Seit 2013 ist bekannt, dass bestimmte Arzneimittelformulierungen den im Arzneibuch beschriebenen Bakterien-Endotoxintest (BET) so behindern können, dass es zu falsch-negativen Ergebnissen in der Chargenfreigabe kommen könnte (1). Man spricht von Endotoxin-Maskierung oder Low-Endotoxin-Recovery (LER). Es ist weiterhin unklar, ob maskiertes Endotoxin nach Applikation in den Patienten unauffällig bleibt, oder seine unerwünschte Wirkung zeigt oder mit Verspätung wiedererlangt (2). Aktuell fordert z.B. die FDA den RPT zur Abklärung bei stark betroffenen Produkten und Neuzulassungen von Biologika, da der BET hier keine sichere Aussage liefert. Dies steht der Ablösung des RPT durch den Monozyten-Aktivierungstest (MAT) im Wege, einer in Europa seit 2010 im Arzneibuch verankerten Methode. Unsere aktuelle Untersuchungen zeigten, dass eine große Bandbreite aktuell auf dem Markt befindlicher Produkte betroffen ist und somit der LER-Effekt die Patientensicherheit beeinträchtigen kann (Negwer 2021; Promotionsarbeit, Manuskript eingereicht). Zur notwendigen Risikoabschätzung möchten wir nun unsere in vitro gewonnenen Erkenntnisse in vivo verifizieren und vervollständigen. Dazu sollen verschiedene Arzneimittel mit Endotoxin kontaminiert werden (inkl. sog. Naturally Occuring Endotoxins (NOE) in Form von Outer Membrane Vesicles (OMV)) um im RPT, in einem in-vitro Kaninchen-Blutmodell sowie im MAT mit Humanzellen parallel auf Pyrogenität untersucht zu werden. Primäres Ziel ist die Klärung der Frage, ob maskiertes Endotoxin für Patienten gefährlich ist. Weiterhin soll geklärt werden, ob der MAT den LER-bedingten Anstieg der RPT-Versuche beenden kann. Weiterhin soll in-vitro untersucht werden, ob auch Nicht-Endotoxin-Pyrogene (NEP) von solcher Maskierung betroffen sein könnten. Dies wäre für die Etablierung von NEP-Standards für den MAT von erheblicher Bedeutung.
Das Projekt "In vitro Modelle der Interaktion von Konidien von Aspergillus fumigatus, dem Erreger der invasiven Aspergillose mit Zellen des humanen Immunsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene durchgeführt.
Das Projekt "Metabolit-Regulation von Cryptochrom 2 Aktivität und Blühzeitpunkt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Pflanzenphysiologie und Photobiologie, Arbeitsgruppe Molekulare Pflanzenphysiologie und Photobiologie durchgeführt. Der UV-A/Blaulichtrezeptor Cryptochrom 2 (cry2) spielt eine zentrale Rolle bei der photoperiodischen Blühinduktion. Wichtige Komponenten der Signalleitung von cry2 sind mehrere nah verwandte bHLH Transkriptionsfaktoren (CIB1, CIB2, CIB4, CIB5), die Blaulicht-abhängig an cry2 binden, als Heterodimere an nicht-kanonische E-Box Motive in der Promotorregion des FLOWERING LOCUS T (FT) Gens binden und hierdurch die Expression dieses zentralen Blühgens induzieren. Weiterhin interagiert cry2 im Blaulicht mit SPA-Proteinen und inhibiert damit die Aktivität der E3 Ubiquitin Ligase CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 1 (COP1), die maßgeblich am Abbau des FT-Transkriptionsaktivators CONSTANS (CO) beteiligt ist. Wir haben gezeigt, dass der FAD-Chromophor im signalaktiven Zustand von cry2 in der neutralen Semichinonform vorliegt und die Bildung dieser Form durch Metabolite wie ATP und NADPH verstärkt wird. Gerichte und strukturbasierte Mutagenese von CRY2 lieferte Hinweise darauf, welche Aminosäuren für die Metabolit-Kontrolle erforderlich sind. Diese Information soll genutzt werden, um die Rolle dieser Metabolite bei der photoperiodischen Blühinduktion aufzuklären. Geplant ist hierfür die Expression entsprechender cry2 Allele in planta und die Analyse der generierten Pflanzenlinien hinsichtlich Blühverhalten, FT-Expression und Interaktion mit down-stream Komponenten. Diese Untersuchungen sollen durch in vitro Studien mit rekombinanten Proteinen komplettiert werden. Im Gegensatz zum Wildtyp Allel von cry1 induziert die cry1L407F Mutante gesteigerte Expression von CO und FT sowie frühes Blühen im Kurztag. In vitro Analysen zeigten ein tryptisches Spaltmuster von cry1L407F im Dunkeln, welches dem von Wildtyp cry1 im Blaulicht entspricht. Das geplante Vorhaben soll klären, ob cry1L407F die gleichen Komponenten wie cry2 für die Induktion von FT nutzt. Hierfür sind Analysen der cry1L407F Mutante im cib1/cib2/cib5 Hintergrund sowie Interaktionsstudien mit cry2 Partnern geplant. Direkte Zusammenarbeiten ergeben sich mit den Vorhaben von Christian Jung (Blühkontrolle bei Beta vulgaris) und Markus Schmid (Regulation des Blühzeitpunkts durch Trehalose-6-P).
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1001 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 995 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 925 |
| Englisch | 218 |
| Resource type | Count |
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| Dokument | 1 |
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| Boden | 495 |
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