Overview of research projects

Project Details:
Es werden Referenzwerte verschiedener Blutparameter bei in Deutschland in der Schweineproduktion aktuell besonders häufig verwendeten Hybridschweinen(PIC, BHZP) und bei deren Elternrasen ermittelt. Folgende Parameter werden bestimmt: Differentialblutbild Leukozytenzahl, Hämatokrit, Hämoglobin, Erythrozytenzahl, Thrombozytenzahl, Gesamtbilirubin und Bilirubin II, Gesamt-Protein Albumin, Creatinkinase, Aspartataminotransferase, Glutamatdehydrogenase, Alkalische Phosphatase, gamma-Glutamyl-Transferase, Creatinin, Harnstoff, L-Laktat, Glukose, Kalzium, Magnesium, Phosphat, Kupfer, Eisen, Natrium, Kalium. Dazu werden Saugferkel, Absetzferkel, Mastschweine, Jungsauen, Altsauen, Jung- und Alteber beprobt.

Results:

 

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/nerbase_ws08.pdf

Funding: Deutscher Teckelklub 1888 e.V. GKF Bonn, 50.000 EUR

Project Details:
Die genetische Ursache für die erbliche, nicht-kongenitale Katarakt beim Teckel und beim Entlebucher Sennenhund soll mit Hilfe verschiedener molekulargenetischer und statistischer Methoden ermittelt werden. Zunächst wird eine Mutationsanalyse diverser Kandidatengene durchgeführt, wofür die Gene auf Ebene der genomischen DNA an verwandten betroffenen und nicht betroffenen Hunden vergleichend sequenziert werden. Die ermittelten SNPs (single nucleotide polymorphisms) werden anschließend mit Hilfe von Kopplungs- und Assoziationstests auf ihre Beziehung zu dem untersuchten Merkmal überprüft.
Ziel ist die Entwicklung eines genetischen Tests, um Anlage- bzw. Merkmalsträger frühzeitig sicher erkennen zu können.

Results:

Sequenzanalyse der Kandidatengene für primäre Katarakt und Assoziation zum Auftreten der Erkrankung

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die molekulargenetische Untersuchung der primären Katarakt (KAT) beim Dackel (DH) und beim Entlebucher Sennenhund (ESH). Des Weiteren sollten die Risikofaktoren für die Prävalenz der KAT beim Dackel untersucht, sowie die genetischen Parameter für KAT und zwei andere Formen der Linsentrübung, die in der untersuchten Dackelpopulation auftraten und bisher als nicht erblich eingestuft werden, geschätzt werden.

Für beide Rassen konnten wir ausschließen, dass die von Mellersh et al. (2006) beim Staffordshire Bull Terrier und beim Boston Terrier entdeckte Mutation für den KAT-Phänotyp verantwortlich ist, da diese Insertion in Exon 9 weder in KAT-betroffenen noch KAT-freien DHs und ESHs gefunden werden konnte.

 

Beim Dackel konnte auch in keinem der weiteren untersuchten Gene eine als Ursache für KAT in Frage kommende Mutation identifiziert werden, jedoch wiesen die in drei verschiedenen Kristallin-Genen (CRYAA, CRYGA und CRYGD) mittels Mutationsanalyse gefundenen Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) eine signifikante Kopplung auf. Allerdings konnte für keinen dieser SNPs auch eine signifikante Assoziation festgestellt werden. Von allen drei Genen, die sich auf den caninen Chromosomen (CFA) 31 (CRYAA) und 37 (CRYGA, CRYGD) befinden, wurde die gesamte kodierende Sequenz untersucht. Auf CFA31 genotypisierten wir fünf zusätzliche Mikrosatelliten, die das Chromosom gleichmäßig abdeckten, um sicher zu gehen, dass die KAT-verursachende Mutation nicht an anderer Stelle auf diesem Chromosom lokalisiert ist. Da für diese Marker keine signifikante Kopplung oder Assoziation gefunden wurde, schließen wir neben dem caninen CRYAA-Gen auch CFA 31 als Träger der kausalen Mutation für KAT beim Dackel aus. Für CFA37 sollten ebenfalls zusätzliche Marker typisiert werden, um das CRYGA- und das CRYGD-Gen ebenfalls endgültig ausschließen zu können.

 

Beim ESH konnten wir alle untersuchten, bekannten Kandidatengene als ursächlich für KAT ausschließen, fanden jedoch mit Hilfe Kandidatengen-flankierender Mikrosatelliten einen signifikant gekoppelten Bereich auf CFA1. Die bei der Mutationsanalyse der in diesem Bereich liegenden beiden Kandidatengene gefundenen SNPs zeigten weder signifikante Kopplung noch Assoziation, weswegen diese beiden Gene von uns ausgeschlossen werden konnten. Die anschließende Typisierung acht weiterer Mikrosatelliten auf CFA1 vergrößerte und erweiterte den gekoppelten Bereich nach proximal; durch Haplotypenanalyse konnte dieser gekoppelte Bereich aber auf etwa 28 Mb begrenzt werden. Zum jetzigen Zeitpunkt sind in dem gekoppelten Bereich auf CFA1 keine weiteren Kandidatengene für KAT bekannt, und auch die Suche nach funktionellen Kandidatengenen innerhalb der gekoppelten Region verlief bisher erfolglos. Daher ist weitere Forschung notwendig, um den gekoppelten Bereich weiter einzugrenzen, andere mögliche Kandidatengene zu identifizieren und diese beim ESH zu untersuchen.

 

Es ist abschließend festzustellen, dass die bisher bei Mensch und Maus bekannten KAT-Kandidatengene nicht ausreichen, um die KAT auch in den beiden untersuchten Hunderassen aufzuklären. Den durch diese Arbeit erhaltenen Hinweisen auf mögliche weitere, bisher unbekannte, mit KAT in Zusammenhang stehende Genomregionen bzw. Gene sollte daher in weiteren molekulargenetischen Untersuchungen nachgegangen werden. Diese weiterführenden U

Cooperation Partners:

Deutscher Teckelklub 1888 e.V. (DTK)

Dortmunder Kreis -DOK- Gesellschaft für Diagnostik genetisch bedingter Krankheiten bei Tieren e.V.

Schweizer Sennenhund Verein für Deutschland e.V. (SSV)

Project Details:
Die Phosphorhomöostase beim Huhn ist ein maßgeblicher Faktor für die Aufrechterhaltung des Wachstums und der Legeleistung. Die epithelialen Transportkapazitäten in Niere und Darm sind für die Adaptation an unterschiedliche diätetische Phosphorversorgungen essentiell. Die molekulare Struktur der beteiligten Transporter als auch deren Expression werden im Rahmen dieses Projektes unter verschiedenen Fütterungsbedingungen und bei unterschiedlichen Altersgruppen untersucht.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17032833

Cooperation Partners:

Prof. Dr. M. Rodehutscord, Institut für Tierernährung, Universität Halle-Wittenberg, Halle

Funding: DFG (Graduiertenkolleg 705), 32.921 EUR

Project Details:
Zystische Fibrose ist eine autosomal-rezessive Erbkrankheit beim Menschen, verursacht durch eine Funktionseinschränkung am CFTR Chlorid Kanal (CFTR: Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator). Die CftrTgh(neoim)Hgu Mutation wurde bei Mäusen in Edinburgh hergestellt und in Hannover auf verschiedene Inzuchtmausstämme übertragen. Ziel der Untersuchungen ist es, die Auswirkungen der CftrTgh(neoim)Hgu Mutation und der unterschiedlichen genetischen Hintergründe auf die Chloridsekretion im Dickdarm und auf die Transportfunktion im Dünndarm zu untersuchen. Hierzu sollen auf funktioneller Ebene die Chloridsekretion im Colonepithel und die elektrogene Absorption bestimmter Nährstoffe im Jejunumepithel charakterisiert werden. Die auf funktioneller Ebene im Colon bestimmte Chloridsekretion soll auf struktureller Ebene nach weiteren Kandidaten (CLCA, Bestrophine) untersucht werden, die möglicherweise neben dem schon bekannten CFTR Chloridkanal für den Chloridtransport verantwortlich sind.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2323021/pdf/1471-2156-9-28.pdf

http://download.springer.com/static/pdf/371/art%253A10.1007%252Fs00360-008-0259-7.pdf?originUrl=http%3A%2F%2Flink.springer.com%2Farticle%2F10.1007%2Fs00360-008-0259-7&token2=exp=1488438684~acl=%2Fstat

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Hans-J. Hedrich, Institut für Versuchstierkunde und Zentrales Tierlaboratorium, Medizinische Hochschule Hannover

Prof. Dr. Dr. Burkhard Tümmler, Klinische Forschergruppe, OE 6710, Medizinische Hochschule Hannover

Funding: Private Spender, 20.000 EUR

Project Details:
Ziel der Arbeit ist es, möglichst umfangreiche Daten bezüglich Bestandsgröße, genetische Diversität, Rassenvielfalt und Zuchtmanagement über die Nutz- und Haustierrassen, die in Zoos und Tierparks gehalten werden, zusammenzutragen und diese im Vergleich zu den Daten der Tiere in Privathand auszuwerten.
Dies soll auch in Hinsicht auf eine spätere Nutzung dieser Daten geschehen, um mit den Informationen die Grundlage zur Nutzung eines größeren Genpools für jede Rasse in Deutschland zu schaffen.

Results:

In den deutschen Zoos und Tierparks werden Haus- und Nutztiere unterschiedlicher Arten und Rassen gehalten, die vor allem in den Kinderzoos und auf Schaubauernhöfe gezeigt werden. Informationen über Haus- und Nutztiere liegen besonders bei vom Aussterben bedrohten Rassen vorwiegend von privat gehaltenen Tierpopulationen, nicht jedoch von zoologischen Einrichtungen vor. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 737 tierhaltende Einrichtungen angeschrieben und um Beantwortung eines Fragebogens gebeten. Abgefragt wurden alle wesentlichen Daten zu Rasse, Herkunft und Herdengröße von Eseln, Pferden, Rindern, Schafe, Ziegen, Schweine und Kaninchen. Im Umfragezeitraum antworteten 227 tierhaltenden Betriebe, von denen 178 Haustierformen unterschiedlicher Tierarten hielten. Je nach Tierart und deren Größe wurden die Haustiere in den zoologischen Einrichtungen unterschiedlich häufig und aus unterschiedlichen Beweggründen gehalten. Bei den kleineren Tieren wurden aufgrund der Haltungsanforderungen mehr männliche Tiere und mehr Kreuzungstiere gehalten. Zwergziegen, Shetlandponies und Hausesel waren die am häufigsten gehaltenen Tierarten, was ihrer Eignung zur Haltung in direktem Kontakt mit Besuchern jeden Alters entspricht. Für die berücksichtigten Tierarten ergaben sich vielfach deutlich unterschiedliche Gefährdungseinstufungen durch die verschiedenen europäischen Vereinigungen zum Erhalt von Haustierrassen.

Cooperation Partners:

Zentralstelle für Agrardokumentation und- information (ZADI)

Gesellschaft zur Erhaltung alter und gefährdeter Haustierrassen e.V. (GEH)

Deutsche Tierpark Gesellschaft (DTG)

Project Details:
Die Mehrzahl von Krankheitsfällen bei Schweinen im Alter bis zu 25 Wochen betrifft den Respirationstrakt. Da die Behandlung dieser Erkrankungen vielfach eine intensive Anwendung von Antibiotika erfordert, ist der Weiterentwicklung von Strategien zur Prophylaxe von Atemwegserkrankungen ein besonderer Stellenwert einzuräumen. Die Bekämpfung von Atemwegserkrankungen beim Schwein wird durch das häufige Vorkommen multipler Infektionen kompliziert (Choi et al. 2003, Kim et al. 2003). Die Bewertung eines gemeinsamen Vorkommens verschiedener viraler und/oder bakterieller Erreger für die Entstehung klinisch relevanter Erkrankungen wird vielfach kontrovers diskutiert, ist aber Voraussetzung für die Entwicklung effektiver Bekämpfungskonzepte.

Untersuchungen zur Bewertung multipler Infektionen wurden bisher fast ausschließlich unter Laborbedingungen durchgeführt, wobei Tiere mit maximal zwei Erregern ko-infiziert wurden. Mit diesem Versuchsansatz war das Vorkommen von Erregerinteraktionen häufig nicht eindeutig zu belegen. Die Diskrepanz zwischen den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen und den Beobachtungen aus Feldbeständen werden unter dem Hinweis auf die zwangsläufig unzureichende Abbildung der vielfältigen Einflüsse im Feld durch die experimentelle Versuchsanordnung diskutiert.

In der vorliegenden Untersuchung wurden verschiedene Befunde von 1130 respiratorisch erkrankten Schweinen verknüpft, die innerhalb eines Jahres zur Routinediagnostik eingesandt wurden. In die Auswertung gehen neben Angaben zum klinischen Vorbericht, das Alter die Tiere, der Zeitpunkt der Erkrankung, der makroskopische Lungenbefund und das Ergebnis der Untersuchung von Lungengewebe auf 13 verschiedene Erreger ein. Mit der "Atemwegs-Multiplex-PCR", die acht der Erreger detektieren kann, steht der Routinediagnostik eine Methode zur Verfügung, mit der eine Vielzahl für Atemwegserkrankungen relevante Viren und Mykoplasmen in einem einzigen Test untersucht werden können. Untersuchungen, die bisher aus Kostengründen, immer auf ein sehr begrenztes Erregerspektrum beschränkt werden mussten, geben mit der Multiplex-PCR einen umfassenden Überblick über das Vorkommen der einzelnen Erreger. Die nicht in der Multiplex-PCR detektierten bakteriellen Erreger wurde mittels kultureller Standardverfahren untersucht. Die Multiplex-PCR geht von RNA aus, die aus Lungenspülproben, Lungengewebe bzw. Tupferproben von Schweinen extrahiert wird. Nach der Synthese von cDNA mittels eines random-prime Verfahrens, erfolgt die gemeinsame Amplifikation von Genfragmenten von bis zu acht Erregern simultan in einer Reak-tion.

Die Detektionsmöglichkeiten umfassen das porcine Circovirus-2, Viren des respiratorischen und reproduktiven Syndroms (PRRSV, US- und EU-Genotypen), Influenza A Virus (keine Subtypisierung möglich), das respiratorische porcine Coronavirus sowie das porcine Cytomegalievirus. Daneben werden Mycoplasma (M.) hyopneumoniae und M. hyorhinis nachgewiesen. Hinsichtlich der Nachweisgrenze zeigt sich die multiplex PCR weniger sensitiv im Vergleich zu Einzel-PCR Ansätzen, insbesondere, wenn multiple Koinfektionen mit den genannten Erregern auftreten. Bezüglich der diagnostischen Sensitivität, vergleichend getestet an 42 Proben aus der Routinediagnostik, erwiesen sich Einzel- und Multiplex-PCR jedoch als vergleichbar. In 1350 Proben von 1130 Tieren und 220 Geweben konnte nur in 415 Proben nur ein oder kein Erreger nachgewiesen werden. Bei den restlichen Untersuchen wurden bis zu sieben Erreger in einer Probe gefunden. Der Vortrag präsentiert weitere Ergebnisse und versucht Hypothesen zur Erregerinteraktion aus den Daten anzuleiten.

Cooperation Partners:

- Friedrich-Loeffler-Institut, Greifswald - Insel Riems

- Lebensmittel-, Veterinär- und Umweltuntersuchungsamt des Landes Schleswig-Holstein, Neumünster

Funding: Gesellschaft zur Förderung Kynologischer Forschung (GKF) e.V., Bonn, 8.000 EUR

Project Details:
Die hormonelle Steuerung der ca. 60- bis 65-tägigen Lutealphase unterliegt bei der tragenden und nicht tragenden Hündin z.T. vergleichbaren endokrinen Regelmechanismen. Während die Aufrechterhaltung der Gelbkörperfunktion bis etwa Tag 25 bis 30 nach der Ovulation autonom erfolgt, ist hierfür in der zweiten Hälfte das im Hypophysenvorderlappen produzierte Prolaktin erforderlich. Damit besitzt dieses Hormon bei der Hündin essentielle gonadotrope, nämlich luteotrope Wirkung. Relaxin wird primär vom plazentären Syncytiothrophoblasten bereit gestellt und ist folglich bei nicht graviden Hündinnen nicht nachweisbar. Dabei wird nicht ausgeschlossen, dass Prolaktin stimulierend auf die plazentäre Relaxinsynthese oder -sekretion wirkt. Auch in einer neueren Studie von Concannon et al. (2001) werden mögliche Interaktionen zwischen Prolaktin und Relaxin erörtert, zumal die initiale Sekretionssteigerung beider Hormone annähernd zeitgleich um den 26. bis 30. Tag nach dem LH-Gipfel (entsprechend Tag 24 bis 28 nach der Ovulation) auftritt. Darüber hinaus erfolgt ebenfalls zeitgleich ein Anstieg von Fibrinogen als Zeichen einer trächtigkeitsbedingt gesteigerten Gerinnung (Günzel-Apel et al. 1993; Concannon et al. 1996) und der Fibrinolyse (Bunck et al. 2001). Die potentielle Bedeutung von Relaxin für die Regulation der Prolaktinsekretion ist bisher nicht geklärt.

In einer klinischen Studie wurde bei tragenden Hündinnen der Rasse Deutscher Schäferhund, bei welchen der Verdacht einer Lutealinsuffizienz, d.h. einer unzureichenden Bereitstellung von ovarialem Progesteron festgestellt, eine Substitutionstherapie mit Progesteron durchgeführt. Bei diesen Tieren waren die Prolaktinkonzentrationen im peripheren Blut signifikant geringer als bei den nicht substituierten Kontrolltieren mit physiologischem Progesteronverlaufsmuster. Darüber hinaus war bei den mit Progesteron behandelten Hündinnen das von der Plazenta gebildete Relaxin signifikant geringer als bei den Kontrolltieren (Günzel-Apel et al. 2006). Trotz der Progesteronsubstitution wurden bei den Tieren mit Verdacht der Lutealinsuffizienz deutlich mehr Fruchtresorptionen beobachtet als bei den Kontrollen. Bei der Interpretation dieser Ergebnisse kann keine klare Aussage darüber getroffen werden, ob die signifikant geringeren Prolaktinkonzentrationen bei den Hündinnen mit Verdacht auf Lutealinsuffizienz Ursache für eine unzureichende Progesteronproduktion sind oder ob die exogene Progesteronzufuhr zur Unterdrückung der Prolaktinsekretion geführt hat. Ferner bleibt die Frage nach einem ursächlichen Zusammenhang zwischen der verringerten Prolaktinsekretion und der geringen Relaxinproduktion durch die Plazenta offen.
Mit der geplanten Studie soll folgenden Fragestellungen nachgegangen werden:
1.Führt die exogene Zufuhr von natürlichem Progesteron oder eines Gestagens in der Gelbkörperphase zu einer Stimulation der ovarialen Progesteronproduktion oder kommt es aufgrund eines negativen Feedbacks auf die Lutealzellen zu einer Abnahme der Progesteronsekretion
2.Führt die exogene Zufuhr von natürlichem Progesteron in der Gravidität zu einer Unterdrückung der Prolaktinsekretion und aufgrund dessen auch der Laktation und, wenn ja, gibt es Hinweise auf eine Interaktion mit der plazentären Relaxinproduktion?
3.Inwieweit reagiert die Blutgerinnung/Fibrinolyse auf die exogene Gabe gestagen-wirksamer Pharmaka?

Funding: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 4.500 EUR

Project Details:
Transgener Mais enthielt bis vor kurzem Antibiotika-Resistenzgene, die bakteriellen Ursprungs sind und zur Selektion transgener Keimling genutzt werden. Aufgrund der öffentlichen Diskussion um die Antibiotika-Resistenzentwicklung und die Gefährdung durch transgene Pflanzen sollte untersucht werden, inwieweit ein Transfer dieses Resistenzgens von der Pflanze in die Mikroorganismen des Pansens stattfinden kann. Über die In vitro Inkubation von Pansenmikroorganismen (RUSITEC) sollen Einflüsse des transgenen Maises auf Stoffwechselparameter der Mikroorganismen untersucht werden. Ebenso wird die Zusammensetzung der mikrobiellen Struktur über ein molekularbiologisches Verfahren erfasst.

Results:

https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/9258A9C54A822D42B17EC69C9088760F/S0007114506002996a.pdf/div-class-title-transgenic-maize-in-the-presence-of-ampicillin-modifies-

Cooperation Partners:

Prof. Dr. J. Heritage, Research Institute for Molecular and Cellular Biology, Faculty of Biological Sciences, University of Leeds, UK

Project Details:
Die Milchdrüse der Ziege ist im Gegensatz zu der des Rindes wesentlich leistungsfähiger und regenrationsfähiger. So braucht die Ziege keine Trockenstehzeit zwischen den Laktationen, um in der nächsten Laktation auf ihre volle Milchleistung zu kommen. Die Epithelzellen der Milchdrüsenalvealen sind in der Lage große Mengen an Milchinhaltsstoffen zu sezernieren, benötigen aber für ihren eigenen Stoffwechsel große Mengen an Nährstoffen und Elektrolyten. Im Rahmen dieses Projektes werden die absorptiven Fähigkeiten der apikalen Membranen der Milchdrüse untersucht hinsichtlich der Aufnahme von Phosphat. Diese werden strukturell und funktionell charakterisiert, um den Einfluss der Laktation, der Fütterung und des Alters untersuchen zu können.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18492032

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17137815

Cooperation Partners:

Prof. Dr. H. Sauerwein, Institut für Tierwissenschaften-Physiologie und Hygiene, Universität Bonn

Project Details:
Die ruminale Resorption von Na, Mg und Ca kann durch luminales Chlorid stimuliert werden. Inhalt dieses Projektes ist es, mehr über die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Interaktion zu erfahren. Mineralstoffe werden dem Futter zum Teil als C1-Salze zugesetzt und gelangen zunächst in das Reticulorumen. Damit ist eine genauere Kenntnis der Interaktionen am Epithel besonders hier von Interesse, um eine optimale Elektrolyt-Resorption zu erreichen.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16484679

Cooperation Partners:

Dr. Roger Busche, TiHo Hannover