Forschungsprojektübersicht

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Kooperation festigt die Kohäsion zwischen Tieren und ist damit ein prägender Faktor von Sozialsystemen. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, wie individualisierte Beziehungen, die sich in der Art und dem Umfang soziopositiver Interaktionen zwischen Dyaden widerspiegeln, das Sozialsystem bei einem Fledermausmodell, Carollia perspicillata, formen. Zunächst werden die Effekte der interagierenden Individuen, sowie des Geschlechts, auf das kooperative Verhalten von Fledermäusen innerhalb ihrer stabilen sozialen Gruppe untersucht. Der Effekt von Vertrautheit auf die Kooperation steht im Zentrum des zweiten Projektteils. Dazu werden Verhaltensexperimente zur sozialen Körperpflege, sowie zum Futterbetteln und -teilen durchgeführt. Es werden Unterschiede in der Art, Häufigkeit und Dauer von Interaktionen und der begleitenden vokalen Kommunikation zwischen miteinander vertrauten Individuen der gleichen sozialen Gruppe und einander unbekannten Individuen erwartet. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, unser Verständnis für die Rolle der Kooperation zwischen Individuen für die Evolution von Sozialsystemen bei Fledermäusen zu vertiefen.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Gerald Kerth,, Zoology and Nature conservation, Zoologisches Institut und Museum, Universität Greifswald

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Neurons in the dorsal nucleus of the lateral lemniscus (DNLL) are relevant for binaural processing especially during reverberations. Their basic biophysical and synaptic properties have been documented, but are not understood on the cellular and molecular level. It remains so far unclear what voltage gated ion channels (VGIC) underly their functional specifications and how synaptic inputs are modulated. One specific question that will be answered his how different VGIC (potassium and sodium channels) interact to allow these neurons to generate high firing frequencies at high temporal precision. This biophysical phenotype indicates that these features are differently solved compared to other auditory brainstem neurons with similar tasks. Thus, this project aims to understand the moleculare organisaiton of the postsynaptic integration and spike generation mechanism. Since, the GABAergic DNLL neurons are reziprocally connected substantial GABA is liberated onto each neuron. GABA not only leads to fast inhibitory singalling but also is well-documented to generally be an important neuromodulator in the auditory brainstem. Therefore, the action of GABA mediated neuromodulation will be investigated by characterizing its effect on synaptic inputs and VGIC.

Resultate:

Javadova A, Felmy F.: GABAB receptor-mediated modulation in the developing dorsal nucleus of the lateral lemniscus. European Journal of Neuroscience (2024) Jan 5. doi: 10.1111/ejn.16246.

Drittmittelprojekt: DFG, 350.510 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Bei Säugern nimmt mit der Kopfgröße auch die Größe des Gehirns und der Neurone zu. Eine Zunahme der Neuronengröße führt unweigerlich zu einer erhöhten Membrankapazität. Um die integrativen Leistungen der Neurone und die damit verbundene Funktion eines Nukleus invariant von der Hirngröße zu halten, müssen neuronale Eigenschaften wie der Eingangswiderstand, die dendritische Morphologie, die synaptische Leitfähigkeitsowie die Anzahl und Lage von Ionenkanälen und Synapsen proportional skalieren. Eine Grundvoraussetzung, um die zellulären Mechanismen einer solchen Skalierung zu untersuchen, ist eine evolutiv konservierte Neuronenpopulation die unabhängig von Kopf- und Gehirngröße die gleiche Funktion innerhalb eines Schaltkreises erfüllt. Mit den Neuronen des medialen Nukleus des Trapezkörpers (MNTB), welche an der binauralen Verarbeitung und der spektro-temporalen Integration in der aufsteigenden Hörbahn beteiligt sind, steht ein solcher Schaltkreis zur Verfügung. Die Quantifizierung der biophysikalischen und morphologischen zellulären Parameter von MNTB-Neuronen, ihrer synaptischen Eingangsgrößen sowie der Position von Ionenkanälen und Synapsen bei unterschiedlich großen Säugetierarten, wie zum Beispiel Etruskerspitzmäuse, Wüstenrennmäuse und Ratten, ermöglicht es uns, die Konsequenzen der hirngrößenabhängigen Neuronen-Skalierung zu verstehen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden in einem biophysikalischen Zellmodell münden, um ihre jeweilige funktionale Bedeutung zu verstehen. Darüber hinaus können wir diesen komparativen Ansatz nutzen, um die funktionelle Rolle der Dendriten von MNTB Neuronen, welche bisher weitgehend unbekannt ist, zu untersuchen. Insbesondere durch die quantitative Bestimmung des Einflusses von dendritischen synaptischen Eingängen auf die synaptische Latenz und den Erfolg der Aktionspotentialgenerierung, können wir ihre potenzielle Rolle bei der hochfrequenten Signalweiterleitung erfassen.

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Etruscan shrews need to constantly hunt to meet their energy requirements; because of their small body size, their relative energy consumption is very large. To efficiently hunt in close range, these animals rely especially on tactile sensory cues. However, for long-range detection of prey these animals likely use their well-developed hearing. Due to their small body and head size, these animals are expected to hear in frqeuncy range above 5 kHz and therefore are an ideal model system to investigate high frequency hearing and adaptations to miniaturization of mammalian neuronal circuits. We attempt to describe their auditory brainstem strucutes by applying structural and functional markers. After the initial anatomical characterization we will use electrophysiological techniques to comparatively study the properties of adutiory brainstem neurons. Thereby we will focus on biophysical and synaptic size adaptations within conserved neuronal circuits.

Drittmittelprojekt: Alexander von Humboldt-Stiftung, 51.831 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
Antimicrobial resistance (AMR) is a global challenge worldwide, and generally results from consumption of antimicrobials. Antimicrobial use (AMU) in animal production is part of these processes and has been recognized as a source of global burden of AMR. Surveillance of veterinary AMU and AMR and its reduction is one of the strategic objectives of many regional and global initiatives on antimicrobial resistance crisis. Since, the resistance to critically important antimicrobials like colistin, particularly due to mobile colistin resistance gene (mcr-1), has already been reported in Pakistan from commercial broilers, wild birds and human. Therefore, data on antimicrobial usage and its association with resistance should be prioritized in food animals. Although Pakistan?s National Action Plan on AMR urged to monitor and reduce antimicrobials use and resistance in animals, little effort has been done to curb AMR in food animals. The objective of this project is to quantify AMU in commercial broiler farms in Pakistan and its association with the emergence of AMR in commensal E. coli isolates from broilers. The proposed study will fill the important knowledge gap on the AMU of critical importance antimicrobials in broilers farming, phenotypic antibiotic resistance and genomic characteristics of multidrug resistant E. coli using next generation sequencing approach. The association between AMU and AMR will be determined using statistical approaches. Our work will be an important contribution toward understanding the interplay between AMU and AMR at farms-level in Pakistan and other low- and middle-income countries with comparable farming practices.
This project comes under One-Health remit on antimicrobial resistance and aligns perfectly with the work at University of Veterinary Medicine, Foundation, Hannover which has been also designated as the WHO Collaborating Centre for Research and Training for Health at the Human-Animal-Environment Interface.

Resultate:

Umair M, Mohsin M, Sönksen UW, Walsh TR, Kreienbrock L, Laxminarayan R. Meas-uring Antimicrobial Use Needs Global Harmonization. Glob Chall. 2021 Jun 10;5(10):2100017. doi: 10.1002/gch2.202100017.

 

Mohsin M, Farooq U, Hartmann M, Brogden S, Kreienbrock L, Stoffregen J. Case Study: Using a Shared International Database to Document Veterinary Consumption of Antibiotics in Pakistan. Antibiotics (Basel). 2023 Feb 15;12(2):394. doi: 10.3390/antibiotics12020394.

Kooperationspartner:

Institute of Microbiology, University of Agriculture Faisalabad, Pakistan

Drittmittelprojekt: DFG, 255.550 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
Die Bovine Virusdiarrhoe/ Mucosal Disease (BVD/ MD) ist eine wirtschaftlich bedeutende anzeigepflichtige Tierseuche des Rindes. Der Erreger, das BVD-Virus (BVDV), ist ein Plusstrang-RNA Virus aus der Familie Flaviviridae, Genus Pestivirus. Für BVDV ist bekannt, dass es oronasal und über die Atemwege eindringt und sich von dort auf verschiedene Organe und Gewebe ausbreitet. Das Anfangsstadium der Infektion ist kaum erforscht. Im Rahmen von Vorarbeiten zum beantragten Forschungsvorhaben konnte gezeigt werden, dass nicht differenzierte, polarisierte respiratorische Epithelzellen stark empfänglich für die apikale und basolaterale Infektion mit BVDV sind, eine Virusfreisetzung aber nur über die apikale Seite der Zellen erfolgt. Somit bleibt unbekannt, wie Pestiviren die Barriere des Atemwegsepithels überwinden. Es ist jedoch gut belegt, dass BVDV einen starken Tropismus für Immunzellen hat. Deshalb ist es ein wichtiges Ziel dieses Projekts, zu erforschen, auf welchem Weg BVDV die Barriere des respiratorischen Epithels überwindet und sich von dort auf Immunzellen ausbreitet.
Im ersten Teil des Projekts soll die Infektion von Atemwegsepithelzellen (Tracheal-/Bronchialepithelzellen) untersucht werden. Für die Analyse enddifferenzierter Zellen stehen zwei am Institut für Virologie etablierte Zellkultursysteme zur Verfügung: Air-liquid-interface (ALI)-Kulturen und Präzisionslungenschnitte (PCLS). Im Anschluss sollen Zellen untersucht werden, die die Differenzierung noch nicht abgeschlossen haben bzw. Zellen, die sich nach einer Verletzung des Epithels in der Regenerierungsphase befinden. Schließlich wird analysiert, ob BVDV die Epithelbarriere auf parazellulärem Weg überwinden kann, indem es undichte Stellen zwischen den Zellen nutzt. Um herauszufinden, ob das unterschiedliche Infektionsverhalten in den verschiedenen Kultursystemen und unter den verschiedenen Infektionsbedingungen in Abhängigkeit vom Differenzierungsgrad mit dem Vorkommen des zellulären Rezeptors korreliert bzw. erklärt werden kann, soll die Expression des zellulären Rezeptors für BVDV, CD46, analysiert werden. Für den Nachweis von CD46 steht ein monoklonaler Antikörper zur Verfügung, der am Institut für Virologie hergestellt wurde. Ein weiterer Fokus werden Untersuchungen zur Infektion von Makrophagen sein. Es sollen Co-Kulturen von Makrophagen und Atemwegsepithelzellen verwendet werden, um herauszufinden, ob die Makrophagen-Infektion zur Überwindung der Epithelbarriere genutzt werden kann.
Weitere interessante Perspektiven für sich anschließende Projekte sind die Rolle der angeborenen zellulären Immunität für die Infektion des respiratorischen Epithels mit BVDV, und viral-virale bzw. viral-bakterielle Co-infektionen.

Drittmittelprojekt: MWK über Universität Göttingen, 29.423 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie
Institut für Biochemie
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Schwere COVID-19-Krankheitsfälle sind durch das Auftreten einer schweren Lungenentzündung charakterisiert, die häufig einen Krankenhausaufenthalt erfordern. Bis zu einem Drittel der hospitalisierten Patienten entwickeln kritische Komplikationen, wie einen diffusen Alveolarschaden, welcher zum akuten Atemnotsyndroms (ARDS) führt. Ein detailliertes Verständnis der komplexen Pathogenese und der daraus resultierenden Krankheitskomplikationen ist dringend erforderlich, um wirksame Behandlungsstrategien für die SARS-CoV-2-Infektion zu entwickeln. Mehrere erfolgreiche Präventionsstrategien wie Impfstoffe wurden entwickelt und für ihre Anwendung beim Menschen zugelassen. Wir sind jedoch noch weit von einer Eindämmung der Krankheit entfernt und könnten mit dem vermehrten Auftreten von Virusvarianten vor zusätzlichen Herausforderungen stehen. Zwar ist bereits viel über die Pathogenese und Behandlung der akuten COVID-19 Erkrankung bekannt, jedoch wissen wir immer noch sehr wenig über die potentiellen Langzeitfolgen. Es wird immer deutlicher, dass eine protrahierte Genesung ein häufiges Merkmal COVID-19 ist, ein Phänomen, das allgemein als "Long-COVID" oder Post-COVID-Syndrom bezeichnet wird. 30-60% der Personen leiden nach der Genesung von einer akuten Virusinfektion an anhaltenden Symptomen wie Müdigkeit, Kurzatmigkeit und verringerter Belastbarkeit. Dieses Projekt soll dazu beitragen, die Mechanismen von "Long-COVID" besser zu verstehen und daraus neue Behandlungsstrategien abzuleiten.

Drittmittelprojekt: MWK über Universität Göttingen, 24.805 EUR

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

Projektdetails:
Die Zusammensetzung und Reaktivität des lungenspezifischen Immunsystems wird durch verschiedene Mechanismen gesteuert. Wichtig ist hierbei insbesondere die körpereigene, genetische Disposition des Individuums. Genetische Varianten sind wichtige Determinanten der kindlichen Asthma- und Virusinfektionsanfälligkeit . Aber auch äußere Faktoren wie Infektionen, Rauchen oder Umweltgifte können das Immunsystem des Lungengewebes prägen. Neuste Studien zeigen, dass auch dem Lungenmikrobiom eine bedeutende Rolle bei der Regulierung und Aktivität des Lungenimmunsystems zukommt. Das Lungenmikrobiom wurde spät entdeckt, da man lange Zeit davon ausging, dass die Lunge eine pathogenfreie, sterile Umgebung darstellt. In diesem Projekt soll der Einfluss der Lungemikrobioms auf die Schwere einer SARS-CoV-2 Infektion untersucht werden.

Drittmittelprojekt: DFG, 240.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:
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Resultate:

https://www.mdpi.com/1999-4915/17/1/107

Drittmittelprojekt: EU, 215.581 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Projekt findet am DIL e.V., Quakenbrück statt.
Das DIL leitet das Arbeitspaket, das sich auf die Optimierung und Hochskalierung von Ultraschall (US) konzentriert. Zunächst wurde eine umfassende Literaturrecherche zur mikrobiellen Dekontamination durch US in Lebensmitteln und Modellsystemen durchgeführt. Dabei stellte sich heraus, dass die Manothermosonication (MTS), eine Technologie, die eine milde thermische Behandlung, erhöhten Druck und Ultraschall kombiniert, der vielversprechendste Ansatz und eine potenzielle Alternative zur herkömmlichen thermischen Pasteurisierung von flüssigem Vollei ist. Daher entwickelte das DIL einen MTS-Prototyp, der für Versuche mit Salmonella Enteritidis verwendet werden kann. Die Ergebnisse zeigten, dass MTS das gleiche Maß an Lebensmittelsicherheit bieten kann wie die herkömmliche Pasteurisierung, jedoch mit einer geringeren Wärmebelastung, was auf potenzielle Vorteile für die Lebensmittelqualität hindeutet, die durch Arbeiten zu physikalisch-chemischen, funktionellen und Proteineigenschaften bestätigt wurden. Darüber hinaus ergaben Nachhaltigkeitsstudien unter Verwendung der Methode der Lebenszyklusanalyse einen geringeren Energiebedarf bei der MTS-Pasteurisierung. Als letzter Teil des Projekts wird eine numerische Strömungssimulation durchgeführt, um industrielle MTS-Behandlungen für eine kontinuierliche Anwendung zu entwerfen.

Kooperationspartner:

External cooperation partners:

Wageningen University, L-Università ta' Malta,

University of Reading,

Elea Vertriebs- und Vermarktungsgesellschaft mbH,

Leibniz Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.,

Sociedade de Estudos de Analise Sensorial a Produtos Alimentares,

Stichting Wageningen Research,

Hyperbaric,

Arla Foods,

Unilever Research and Development Vlaardingen BV,

Koninklijke Euroma BV,

Société des Produits Nestlé S.A.