Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: DFG-Deutsche Forschungsgemeinschaft, 210.700 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
Marine Säugetiere sind mit Endo- und Ektoparasiten infiziert, die bei der Koevolution mit ihrem Wirt vor vielfältigen Herausforderungen stehen. Parasitische Arthropoden mariner Säugetiere haben ihre Anatomie angepasst und ausgefeilte Strategien entwickelt, um ihre Haftung auf aquatischen Wirten und ihre Übertragung im marinen Milieu zu gewährleisten. In diesem Projekt werden drei Arthropoden untersucht, die sich unterschiedlich an ihre marinen Wirte angepasst haben: Seehundläuse, als blutsaugende Insekten terrestrischen Ursprungs und Walläuse als Krebstiere marinen Ursprungs sowie Atemwegsmilben aus dem Respirationstrakt von Robben. Durch Adaptionen am Material und Design ihres Exoskeletts haben sie sich an die vagile und tauchende Lebensweise der Meeressäuger angepasst. Allerdings weiß man wenig über die physikalischen Aspekte ihres Lebens im marinen Milieu. Neuartige Ansätze sind erforderlich, um mehr Einblick in ihr strukturelles Design und die mechanischen Eigenschaften sowie die physikalischen Prinzipien ihrer Anhaftung und Fortbewegung zu erhalten. Hochmoderne Instrumente wie Micro-CT, konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie und Cryo-REM liefern grundlegende Kenntnisse über morphologische Anpassungen von Parasiten, die ihre Haftung an Wirten bei Tauchgängen und in turbulentem Wasser, sowie in Ruhephasen und während sozialer Interaktionen an Land ermöglichen. Die Beweglichkeit der Larvenstadien auf verschiedenen Oberflächen und die Charakteristika von Insekten-, Krebs- und Spinnentierarten werden verglichen, um die physikalischen Prinzipien ihres Bewegungsapparates zu verstehen. Parasiten verringern die Fitness ihres Wirts am offensichtlichsten an der Schnittstelle zwischen Parasit und Wirt. Walläuse behindern Heilungsprozesse von Hautwunden und Seehundläuse sind Überträger für Filarien- und Viruserkrankungen. Die Wirt-Parasit-Schnittstelle wird anhand von histopathologischen Untersuchungen der infizierten Gewebe untersucht, um die strukturelle Schädigung des Wirtsgewebes zu definieren. Die Reibungs- und Adhäsionskräfte, die von den verschiedenen Parasitenarten ausgehen, werden mit maßgeschneiderten Mikrokraft-Testgeräten untersucht. Das angestrebte Projekt wird Kenntnisse über die Beziehungen zwischen Struktur, Materialeigenschaften und Befestigungsleistung der ausgewählten Parasitenspezies liefern. Daten zu ihrer Fortbewegung und Rekrutierungsdynamik werden zum ersten Mal untersucht und die Ergebnisse werden möglicherweise neue Wege für die Entwicklung biologisch inspirierter Oberflächen und Systeme eröffnen, die auf die Verbesserung oder Reduzierung von Reibungs- oder Haftkräften spezialisiert sind. Neue Daten zu den Eigenschaften von Zwischenstadien und ihrer Rolle im Lebenszyklus werden veterinärmedizinische Aspekte aufzeigen.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgesellschaft (DFG), 110.700 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Tetraspanine sind evolutionär konservierte integrale Membranproteine mit einer Länge von 200-350 Aminosäuren. Durch ihre große extrazelluläre Schleife vermitteln sie Protein-Protein- und Protein-Lipid-Wechselwirkungen in Zellmembranen und formen dadurch Membranmikrodomänen, die als "Tetraspanin-Netze" bezeichnet werden. Bei Menschen und Mäusen sind 33 Tetraspanine beschrieben, und Moskitoarten exprimieren mindestens 15 Tetraspanin-Orthologe. In Säugetierzellen sind Tetraspanine Wirts-Cofaktoren für verschiedene Viren, darunter Papillomviren, Influenzaviren, Hepatitis-C-Viren, HIV-1 und Coronaviren (Gerold et al., 2015; Bruening et al. 2018; Banse et al., 2018; Alberione et al. 2020; Palor et al., 2020). Für das Hepatitis-C-Virus haben Kollegen und wir gezeigt, dass das Tetraspanin CD81 ein Faktor ist, der den Wirtsbereich bestimmt (Vogt et al. 2013; Scull et al., 2015; von Schaewen et al., 2016).
Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, detailliert zu charakterisieren, welche der 33 humanen Tetraspanine neben CD81 Wirtsfaktoren für Alphaviren sind und ob Tetraspanine von Reservoir-Spezies, Dead-End-Wirtsspezies und übertragenden Moskito-Vektoren als Wirtsfaktoren von Alphaviren dienen. Dadurch wird die Arbeit zum Verständnis der molekularen Zusammensetzung und Funktion der Replikationskomplexe von Alphaviren beitragen und die Rolle der Tetraspanine für das Artenspektrum, die Übertragung und folglich das Auftreten von Alphaviren bestimmen.

Drittmittelprojekt: Europäische Union, Europäischer Landwirtschaftsfonds für die Entwicklung des ländlichen Raums - ELER, 179.500 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Geflügel

Projektdetails:
Die Folgen des Klimawandels zeigen sich in steigenden Temperaturen und gleichzeitig häufiger auftretenden Extremwetterlagen. Dies hat unmittelbare Folgen für die Landwirtschaft. Hohe Temperaturen über längere Zeiträume belasten nicht nur die Menschen, sondern auch die landwirtschaftlichen Nutztiere. Vor dem Hintergrund der prognostizierten längeren Hitzeperioden in den kommenden Sommern ist ein angepasstes Klimamanagement für alle Stall- und Haltungsformen eine der zentralen Anpassungsaufgaben im Zuge des Klimawandels.
Gleichzeitig stehen landwirtschaftliche Betriebe vor der Herausforderung, Ammoniakemissionen zu mindern. Dies zielt nicht nur auf die Verbesserung der Stickstoffausnutzung und somit auf eine Ressourcen-schonende und effiziente Düngung ab, sondern insbesondere auch auf die Belastung der Umwelt durch N-Depositionen aus der Luft (Überdüngung und Versauerung) und der menschlichen Gesundheit durch Sekundärstäube, die sich aus Ammoniak bilden können.
Daneben steht die Verantwortung des Tierhalters für das Wohl seiner Tiere im Mittelpunkt des gesellschaftlichen Diskurses zur Zukunft der Agrar- und Ernährungswirtschaft. Im Tier- und Stallmanagement ist dafür Sorge zu tragen, dass optimale Haltungs- und Fütterungsbedingungen herrschen, um Erkrankungen vorzubeugen.
Um diesen Herausforderungen zeitgleich zu begegnen, ist es das Ziel von "Mee(h)r im Stall", ein integratives Klimasystem zu erproben, das die skizzierten Herausforderungen und Handlungsfelder landwirtschaftlicher Betriebe zur Senkung
1. von Temperaturspitzen im Zuge des Klimawandels im Nutztierstall
2. von Ammoniakgehalten in der Stallluft
3. von Feinstaubgehalten im Stallraum und
4. des Erregerdrucks
gleichsam und erfolgreich über eine Klimaanwendung in Geflügelmastställen adressiert.
Bislang existiert in der Nutztierhaltung kein System, das alle skizzierten Herausforderungen gleichzeitig berücksichtigt. In "Mee(h)r im Stall" kommt ein integratives Klimasystem zum Einsatz, das zwei bereits in anderen Wirtschaftskontexten (z.B. Schlachtung, Lebensmittelverarbeitung, Getränke- und Pharmaindustrie, Krankhaus) wirkungsvoll eingesetzte technische Systeme durch eine "intelligente" Schalt- und Steuerungstechnik verbindet und damit bedarfsorientiert die vier skizzierten Handlungsfelder für Geflügelhalter adressiert und gleichzeitig auch die Arbeitsbedingungen für Arbeitende im Stall in den Fokus nimmt.
Zum einen wird auf ein Wasserstoffperoxid (H2O2)-Vernebelungssystem zurückgegriffen. Die H2O2-Vernebelung wird das bislang vorwiegend zu Desinfektionszwecken eingesetzt. Um gleichzeitig die Luftqualität für Tier und Mensch im Stall zu optimieren, wird zudem ein Ionisationsverfahren genutzt. Das Funktionsprinzip ist denkbar einfach: durch die sogenannte bipolare Ionisation werden negative und positive Ionen erzeugt. Diese Ionen wandeln den Sauerstoff in reaktive Sauerstoffspezies (ROS) wie Superoxide, Peroxide und Hydroxyle um. Diese elektrisch geladenen Ionen haben die Eigenschaft sich an Mikropartikel in der Luft zu binden und reinigen somit die Luft von Stäuben und schädlichen Substanzen wie Schimmelpilze, Viren, Bakterien und Allergene. Unabhängig von den vorgenannten Prozessen hat man subjektiv das Gefühl, eine Meeresbrise im Stall wahrzunehmen. Mehr Meer im Stall!

Link:
https://www.uni-vechta.de/meehr-im-stall

Kooperationspartner:

Trafo:agrar

AKE ZentriJet GmbH

Geflügelbetriebe Mahlstedt und Kühter

Drittmittelprojekt: BLE, 812.500 EUR

Kliniken/Institute:
Außenstelle für Epidemiologie (Bakum)
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
Erkrankungen und Verletzungen von Schweinen kommen in allen Haltungsformen vor. Intensive Pflege/Behandlung führt nicht immer zu einer Heilung, so dass Tiere zur Vermeidung weiterer Schmerzen/Leiden getötet werden müssen. Das Tier-schutzgesetz schreibt grundsätzlich den Schutz von Leben und Wohlbefinden vor. Bei schweren Erkrankungen/Verletzungen wird damit die Entscheidung unvermeid-lich, einem der Schutzgüter den Vorrang zu geben. Für Schweinehalter ist die Ent-scheidung über die Tötung eines Tieres eine erhebliche Herausforderung. Ziel des Projektes ist, einfach zu erhebende valide Kriterien zu definieren, mit denen das Wohlbefinden erkrankter Schweine sicher zu bewerten und eine verantwortbare, begründete Entscheidung über die Tötung zu treffen ist. Die Kriterien sollen den frühestmöglichen Zeitpunkt im Verlauf einer Erkrankung definieren, an dem eine Beeinträchtigung des Wohlbefindens zugunsten des Schutzes des Lebens nicht mehr akzeptabel und die Tötung unabdingbar ist. Die Entscheidung über die Tö-tung erfordert zudem eine ethische Bewertung, die eine Wahrung der Interessen des Tierhalters umfasst. Das Projekt soll den komplexen Prozess der Entscheidung über die Tötung kranker Schweine exemplarisch für relevante Erkrankun-gen/Verletzungen darstellen. Erkrankte/verletzte Schweine verschiedener Alters-gruppen sollen über den gesamten Krankheitsverlauf mittels klinischer Untersu-chungen und ergänzender Foto-/Videodokumentationen verfolgt werden, um Da-tensätze zu generieren, die eine Entscheidung über die Tötung nachvollziehbar machen. Abschließend sollen praxistaugliche, krankheits-/verletzungsspezifische Kriterienkataloge für landwirtschaftlich gehaltene Schweine erstellt und in ein Schulungskonzept eingebunden werden. Ein weiteres Projektziel ist die Analyse der Ursachen, die bisher zu Fehleinschätzungen des Gesundheitszustandes der betroffenen Tiere durch Schweinehalter geführt haben. Das Schulungskonzept soll so direkt an die Ursachen anschließen.

Kooperationspartner:

ISN Projekt GmbH, Damme

Drittmittelprojekt: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), 554.060 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Durchfallerkrankungen des Schweins durch Brachyspiren, wie B. hyodysenteriae und B. pilosicoli, haben
große wirtschaftliche Bedeutung, beeinträchtigen das Tierwohl in allen Altersklassen und tragen zum
Antibiotikaeinsatz in Schweinebeständen und damit auch zum Eintrag dieser Wirkstoffe und ihrer
Stoffwechselprodukte in die Umwelt bei. Trotzdem ist die Pathogenese dieser Erkrankungen kaum
erforscht. Insbesondere die Bedeutung von Unterschieden im krankmachenden Potenzial verschiedener
Bakterienisolate in Abhängigkeit vom genetischen Hintergrund der Schweine ist unklar. Dies verhindert
effiziente für eine moderne Nutztierhaltung angemessene Bekämpfungsansätze sowie die Entwicklung von
Konzepten zur Prophylaxe wie Impfungen oder die Zucht auf Krankheitsresistenz.
Ziel des beantragten Projektes ist es, mit Hilfe eines innovativen, auf andere Darmerreger übertragbaren in
vitro Organoid-Modells des Schweinedarms die Pathogenität von Brachyspiren-Infektionen besser zu
verstehen. Die Erkenntnisse sollen einer Neubewertung dieser Infektionen dienen und damit innerhalb
einer modernen, tiergerechten Schweinehaltung zur Verbesserung des Tierwohls sowie zur Reduktion des
Antibiotikaeinsatzes.

Drittmittelprojekt: Biotech Sector, 151.800 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
Therapieentwicklung

Drittmittelprojekt: MWK über Universität Göttingen, 439.500 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Biochemie
Institut für Virologie

Projektdetails:
Das Projekt befasst sich mit der Auswirkung einer SARS-CoV-2-Infektion auf die Integrität der Epithelien im Respirationstrakt, mit besonderem Fokus auf die Spätfolgen der Infektion und die Regenerationsfähigkeit. Hierzu wird ein Langzeitversuch im Hamstermodell durchgeführt, in dessen Rahmen Daten für zwei Kernarbeitspakete generiert werden. Im ersten Arbeitspaket werden Auswirkungen auf das ziliierte Epithel in den luftleitenden Wegen untersucht, während das zweite Arbeitspaket sich mit der Schädigung und Regeneration des Alveolarepithels und der daraus resultierenden Folgen für die Lungenfunktion, den Sauerstoffaustausch und die Belastungstoleranz beschäftigt. Zur Auswertung kommt ein breites Spektrum von Analysemethoden zum Einsatz, inklusive funktioneller, pathologischer, virologischer und molekularbiologischer Methoden. Der holistische Ansatz wird unser Verständnis der Pathogenese der Spätfolgen einer COVID-19-Erkrankung maßgeblich erweitern und stellt eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von Therapieansätzen dar.

Kooperationspartner:

Universität Göttingen

Drittmittelprojekt: MWK über Universität Göttingen, 266.300 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses
Institut für Biochemie
Institut für Virologie

Projektdetails:
Das Mikrobiom der Lunge erfüllt, obwohl signifikant kleiner als das des Darms, eine bedeutende Funktion bei der Regulation der lokalen Immunantwort. Aktuelle Studien zeigten außerdem das SARS-CoV-2 Infektionen bei Betroffenen zu einer Veränderung in der Zusammensetzung des Lungenmikrobioms führen. Im Rahmen des Projektes soll untersucht werden, ob eine durch eine gezielte Manipulation des Lungenmikrobioms ausgelöste Verschiebung der Typ-1-Interferon-Reaktivität in der Lunge die systemische Anfälligkeit für eine SARS-CoV-2-Infektion beeinflusst. Während in der ersten Phase eine genauere Untersuchung der Rolle des Lungenmikrobioms bei der Regulation der homöostatischen Immunantwort erfolgt, wird in der zweiten Phase des Projektes darauf aufbauend die Rolle der Lungenmikrobiota bei der Regulierung der lokalen und systemischen Immunantwort im Rahmen einer SARS-CoV-2-Infektion untersucht. Wenn die in diesen Experimenten gewonnen Daten darauf hindeuten, dass Veränderungen im Lungenmikrobiom einen Einfluss auf den Verlauf der Infektion haben, soll in einem letzten Experiment der Einsatz von Probiotika als pharmakologische Behandlung von SARS-CoV-2-Infektion erprobt werden.

Kooperationspartner:

Universität Göttingen

Drittmittelprojekt: EIP_Agri, ELER_Fonds Hier investiert Europa in die ländlichen Gebiete mit der Maßnahme: Europäische Innovationspartnerschaft Mit dieser Maßnahme wird die Zusammenarbeit zwischen Landwirtschaft, Ernährungswirtschaft und Wissenschaft unterstützt. Ziel ist die Durchführung von Projekten, die zu Innovationen und einer Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in der Landwirtschaft führen., 482.195 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Projekt "DEALS- Dekontamination mit alternativen Methoden als Hürdenkonzept an Schlachttierkörpern und Teilstücken von Schwein, Broiler und Pute" untersucht die kombinierte Anwendung mehrerer innovativer Dekontaminationsmethoden im Zusammenhang mit der Fleischerzeugung. Als Ziel stehen eine Verringerung der zu verwerfenden Tierkörper (Ressourcenschonung) und Verbesserung bzw. Sicherstellung der Lebensmittelsicherheit des Fleisches (Verbraucherschutz) im Vordergrund. Hierfür sollen sowohl Plasmawasser, als auch UV-C-Behandlung, die Anwendung von Starterkulturen und die neuere Applikation von Plasmawasser in Form von EWNS (engineeres water nano structures) eingesetzt werden. Schrittweise werden diese Dekontaminationsverfahren in vitro auf Reinkulturen relevanter Mikroorganismen, auf Schlachttierkörperoberflächen von Schweinen, Broilern und Puten, sowie zuletzt auf Fleischteilstücken angewendet. Innerhalb des Projektes soll in bereits in einem weiteren EiP-Projekt bewährten Kooperation mit der HAWK ein Prototyp für die kombinierte Anwendung der Verfahren entwickelt werden. Der nahe Austausch mit den OG-Partnern aus der nachgeschalteten Primärerzeugung (Schlachtbetriebe) ist für die praxisnahe Umsetzung der Ideen besonders essentiell.

Kooperationspartner:

HAWK- Hochschule für Angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim. Göttingen, Holzminden;

Schlachtbetrieb Mario Klos;

Lohmann & Co.AG

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Ein vokales Repertoire enthält eine artspezifische Liste von Lautäußerungen, die von den Tieren produziert werden. Diese Listen bilden die methodische und theoretische Grundlage für eine Reihe von Forschungsfragen verschiedener Forschungsdisziplinen. Dennoch gibt es keine Einigkeit darüber, wie ein vokales Repertoire zu erstellen ist oder wie Ruftypen zu definieren sind. In den meisten Studien wurden die Ruftypen durch visuelle Klassifizierung anhand von Spektrogrammen bestimmt, die durch statistische Analysen auf der Grundlage der gemessenen akustischen Merkmale einer Vokalisation bestätigt wurden. In neueren Veröffentlichungen wurden objektivere mathematische Ansätze wie "supervised" oder "unsupervised" Clustering-Algorithmen entwickelt. Allerdings erfordern auch diese Algorithmen oft eine Vorklassifizierung des Beobachters, entweder, weil eine Anzahl von erwarteten Clustern bestimmt werden muss, oder, weil das Clustering-Ergebnis auf seine biologische Plausibilität hin überprüft werden muss. Beide Methoden können zu einer Überschätzung der Anzahl von Ruftypen führen, insbesondere bei Arten mit sehr variablen Vokalisationen oder bei Ruftypen mit graduellen Übergängen. Eine akustische Variation allein reicht also nicht aus, um eine Verhaltensrelevanz widerzuspiegeln. Dies erfordert auch eine Kontextspezifität der Rufe und die Fähigkeit des Gehirns, die akustische Variationen wahrzunehmen und verarbeiten zu können. In diesem Projekt erstellen wir vokal Repertoire, indem wir die mathematische Klassifizierung der Vokalisationen mit den Verhaltenskontexten, in denen die Rufe produziert wurden, sowie mit den physikalischen Hörfähigkeiten (z. B. Hörbereich, Zeit- und Frequenzauflösung) der jeweiligen Art kombinieren. Wir verwenden diesen Ansatz für zwei kleine Säugetierarten: die mongolische Wüstenrennmaus, ein wichtiges Tiermodell in der Hörforschung, und die Etruskerspitzmaus, die aufgrund ihres kleinen Trommelfells, der basalen Gehörknöchelchen und des einfachen und dünnen Kortex ein vielversprechendes Modell für das Gehör basaler Säugetiere darstellt.

Resultate:

Langehennig-Peristenidou A, Felmy F, Scheumann M (2024). Graded calls of the smallest terrestrial mammal, the Etruscan shrew, living in a closed habitat. iScience, 27(12), 111297. DOI:10.1016/j.isci.2024.111297

 

Silberstein Y, Büntge J, Felmy F, Scheumann M (2024). Context or arousal? Function of drumming in Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus). Frontiers in Zoology, 21(1), 22. DOI:10.1186/s12983-024-00542-2

 

Silberstein Y, Felmy F, Scheumann M (2023). Encoding of arousal and physical characteristics in audible and ultrasonic vocalizations of Mongolian gerbil pups testing common rules for mammals. Animals (Basel), 13(16), 2553. DOI:10.3390/ani13162553

Kooperationspartner:

Prof. Dr. A. Kral, VIANNA, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde

Dr. Wiebke Konerding, VIANNA, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde