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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2024-09-01 - 2029-08-31

Wilde Verwandte von Kulturpflanzen ("crop wild relatives", CWRs) sind Wildpflanzenarten, die genetisch mit Kulturpflanzen verwandt sind. Ihre ungenutzte Vielfalt kann die Widerstandsfähigkeit gegenüber biotischem und abiotischem Stress sowie die Nährstoffqualität moderner Kulturpflanzen verbessern. Weizen, Zuckerrüben und Raps wurden von Pro-Wild ausgewählt, weil sie für die Ernährungssicherheit und die Landwirtschaft in der EU wichtig sind und weil einige ihrer wilden Verwandten in Europa endemisch sind. Darüber hinaus stellen diese CWRs eine reichhaltige und wenig genutzte Ressource dar, die benötigt wird, um die mit dem Klimawandel und dem Übergang zu einer Landwirtschaft mit geringem Input verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Die genetische Vielfalt und die Anfälligkeit dieser CWRs müssen besser charakterisiert werden, um ihre Erhaltung und Nutzung zu optimieren. Die Ziele von Pro-Wild bestehen darin, Prioritäten für die In-situ-Erhaltung der ausgewählten CWR-Genpools zu ermitteln, die Sammlungen von CWR-Genbanken zu erfassen und zu ergänzen und die Nutzung von CWR bei der Verbesserung von Kulturpflanzen zu steigern. An Pro-Wild sind 18 Partner aus 11 EU- und assoziierten Ländern beteiligt, die über Fachwissen in den Bereichen Ökologie, konservatorischen Maßnahmen, Genomik, Pathologie, Mikrobiologie, Pflanzenzucht, Landwirtschaft und Soziologie verfügen. Pro-Wild wird Karten zum Vorkommen von CWRs in-situ erstellen und analysieren. Pro-Wild wird die Anfälligkeit verschiedener CWR-Arten und -Populationen gegenüber Klimaveränderungen vorhersagen. Die Ex-situ-Sammlungen werden durch gefährdete CWR-Zugänge ergänzt. Pro-Wild wird die Widerstandsfähigkeit von CWRs gegenüber relevanten biotischen und abiotischen Stressfaktoren untersuchen. Die Identifizierung erwünschter CWR-Merkmale und deren Übertragung in Elitesorten wird durchgeführt, um die Nutzung von CWRs zu fördern. Insgesamt werden die spezifischen Ziele von Pro-Wild mit Beiträgen von Züchtern, Landwirten und Verbrauchern koordiniert. Die Ergebnisse von Pro-Wild werden durch Forschung, Bildung und Ausbildung zu den europäischen "Green-Deal"-Initiativen beitragen. Sie dienen der EU-Biodiversitäts- und der "Farm to Fork"-Strategie durch Schutz, Charakterisierung und Nutzung von Wildarten, die für die Erhaltung unserer Lebensgrundlagen von einzigartiger Bedeutung sind. (Übersetzt mit DeepL)
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-09-01 - 2025-08-31

Theoretischer Rahmen Einer der ersten spezifischen Abwehrmechanismen gegen eindringende Pathogene und Selbstantigene ist das Komplementsystem, das durch Immunglobuline (Igs) aktiviert wird. Igs binden spezifisch an das Antigen des Pathogens und ermöglichen dadurch das Andocken des C1q-Komplement-Initiationskomplexes. Zwei Faktoren, die die Komplementaktivierung beeinflussen, wurden bisher noch nicht im Detail untersucht. Erstens das Format des Antigens, beschrieben durch die chemische Natur, die molekulare Größe und die Art der Präsentation (als lösliche Substanz oder eingebettet in Vesikel zur Nachahmung der Zelloberfläche). Zweitens, der große Unterschied in der Komplementaktivierung, der sich aus dem Grad der Oligomerisierung der IgMs ergibt. Zielsetzung Das übergeordnete Ziel des pent/hexIgM-Projekts ist die Aufklärung der Aktivierungsstellen von C1q und der IgM-Fc nach Bindung von pentameren und hexameren IgMs an unterschiedliche Antigenformate. Herangehensweise/Methoden Wir werden rekombinante IgMs und das C1q-Protein in Säugetierzellen herstellen und Mutanten davon durch Hefeoberflächendisplay generieren. Anschließend werden wir die biologischen Aktivitäten der generierten Proteine in vitro durch immunchemische und biophysikalische Analysen sowie durch Funktionstests bestätigen. Vor allem aber werden wir den Einfluss des Antigenformats und des Oligomerisierungsgrades der IgMs (pentamere versus hexamere IgMs) auf die Aktivierung des Komplementsystems aufklären. Grad der Originalität Obwohl IgMs in Kombination mit Komplementproteinen eine wichtige Funktion im menschlichen Körper haben, werden diese Proteine in Therapie und Diagnostik noch nicht breit eingesetzt. Die Ergebnisse des pent/hexIgM-Projekts werden zum Verständnis der komplexen Mechanismen beitragen, die der Aktivierung der Komplementkaskade zugrunde liegen, und Daten liefern, die für die Entwicklung neuer Diagnostik und effizienter Behandlungsmethoden für verschiedene infektiöse, entzündliche, chronische und Krebserkrankungen von besonderer Bedeutung sind.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2024-07-01 - 2027-06-30

PFAS sind persistente organische Verbindungen, die aus einer hydrophilen Kopfgruppe und einer hydrophoben Alkylkette variabler Länge (4-16 C-Atome) bestehen, die teilweise (poly-) oder vollständig (per-)fluoriert ist. PFAS werden seit den 1940er Jahren häufig in industriellen und kommerziellen Produkten wie Feuerlöschschäumen, Materialien für Kochgeschirr, Hochtemperaturschmiermitteln, Skiwachs, wasserabweisender Kleidung und vielen weiteren Produkten verwendet. Sie sind mittlerweile weltweit in der Umwelt nachweisbar, verunreinigen Boden und Wasser und können die menschliche Gesundheit schädigen. Obwohl PFAS für ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber biologischem Abbau bekannt sind, gibt es einige Arten, die diese Verbindungen zumindest teilweise abbauen können, z.B. einige Pseudomonas spp. Es wurde gezeigt, dass diese Perfluoroctansulfonat (PFOS) zu einem gewissen Grad abbauen können, und es wurde beobachtet, dass manche Pseudomonas-Stämme eine starke Toleranz gegenüber Fluorid besitzen. In unserem Projekt werden wir eine angepasste Variante der von Luan et al. (2013) beschriebenen Methode zur Bereitstellung von Pseudomonas-Mutanten mit verbesserten PFAS-Abbaufähigkeiten einsetzten. Wir werden Plasmide generieren, die mutierte Varianten des Proteins DnaQ (entsprechend der ε-Untereinheit der DNA-Polymerase III) kodieren; DnaQ ist für die Proofreading-Aktivität des DNA-Polymerase III-Holoenzyms verantwortlich. Je nach DnaQ-Variante erhält man so Plasmide, die starke, mittlere und schwache Mutatoreigenschaften vermitteln. Pseudomonas spp. aus Stammsammlungen oder Stämme isoliert aus PFAS-kontaminierten Umweltproben (Zusammenarbeit mit AIT, Thomas Reichenauer) werden mit diesen Plasmiden transformiert und unter induzierenden Bedingungen kultiviert, wodurch sie beginnen eine der Varianten des mutierten DnaQ-Proteins zu exprimieren, was zu erhöhten Mutationsraten führt. Das Wachstum in Gegenwart von PFAS im Kulturmedium führt zu einer Anpassung durch verbesserte Enzymsätze/Abbauwege/Verwertung von PFAS in spezifischen Klonen, die durch Hochdurchsatz-Screening-Methoden identifiziert und isoliert werden können. Die erfolgten Anpassungen auf Genomebene können durch Gesamtgenomsequenzierung und vergleichende Sequenzanalyse identifiziert werden. Sobald geeignete Klone identifiziert sind, können sie in ein Medium ohne Induktor überführt werden, sodass die Expression des inaktiven DnaQ-Proteins wieder unterdrückt wird oder der erhaltene Stamm wird völlig vom Mutatorplasmid befreit, wodurch die genetische Stabilität wiederhergestellt wird. Nach der Entfernung des Plasmids würden diese Stämme, da keine Fremdgene mehr vorhanden sind, auch nicht als gentechnisch verändert gelten. Die Stämme mit den besten PFAS-Abbaufähigkeiten im Kulturmedium werden dann auf ihre PFAS-reduzierenden Fähigkeiten in verschiedenen Umweltproben wie Wasser oder Boden getestet. Parallel dazu werden spezifische Analysemethoden entwickelt/adaptiert und die beim PFAS-Abbau entstehenden Abbau- und Transformationsprodukte mittels LC-HRMS/MS und LC-Ionenmobilitäts-HRMS/MS analysiert.

Betreute Hochschulschriften