Forschung

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 146.597 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Ziel der Studie ist die Optimierung der Dauergrünlandwirtschaft unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten. Hierfür werden Grünland- und Klimadaten, Einzeltiergesundheits- und Leistungsdaten erhoben und verglichen sowie Verhaltensbeobachtungen bei vier Angusrind- Herden an repräsentativen Standorten Deutschlands durchgeführt.

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN).

Resultate:

http://orgprints.org/32364/1/32364_12NA042_TiHo_Hannover_Kemper_2017_MuKuGreen.pdf

Kooperationspartner:

Hochschule Osnabrück

Drittmittelprojekt: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 76.416 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
Beschreibung: Tiere unterschiedlicher Genetik (ROSS 308, Lohmann Dual, Hubbard, Lohmann Brown in zwei Altersstufen) werden identisch gefüttert und gehalten, wobei ein reduzierender Einfluss eines mit Laurinsäure versetzen Futters auf den Infektionsstatus der zuvor künstlich mit Campylobacter jejuni infizierten Tiere geprüft werden soll. Im Rahmen der Untersuchungen werden Leistungsparameter wie die tägliche Futteraufnahme, die täglichen Zunahmen und die Futterverwertung erfasst. Neben der täglichen Kontrolle und Dokumentation des klinischen Allgemeinzustandes wird die Fußballengesundheit beurteilt. Infektionsversuche mit Campylobacter jejuni sollen klären, ob unterschiedliche Fütterungsvarianten einen Einfluss auf die Ausbreitung einer experimentell herbeigeführten Infektion haben.

Drittmittelprojekt: DFG (STE 1428/4-1, BI 262/18-1), 145.045 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Heutige Organismen enthalten Information über ihre phylogenetische Entstehung in den Sequenzen der Proteine und Nucleinsäuren. Daher basiert die moderne Systematik nun vor allem vergleichenden DNA-Sequenzanalysen. Es gibt allerdings einen bedeutenden Mangel an anderen, nicht molekularen Merkmalen mit phylogenetischer Bedeutung, die die molekular basierte Systematik bestätigen oder korrigieren können, und Unklarheiten beseitigen helfen. Da die Zellkommunikation eine wichtige Rolle in der Funktion eines Organismus spielt, kann die Analyse der Verteilung von Botenstoffen zusätzliche Einsichten in die Evolutionsgeschichte liefern. Viele Arten des Tierreichs benützen Acetylcholin als Transmitter an der Synapse zur Skelettmuskulatur. Im Gegensatz dazu konnte bei einigen Arthropodenarten Glutamat als exzitatorischer Transmitter an neuromuskulären Synapsen identifiziert werden. Das Projekt wird die Hypothese testen, dass die schnellen exzitatorischen Motoneuronen im Stamm der Arthropoden ausschließlich glutamaterg sind. Mittels elektrophysiologischer und zytochemischer Techniken sowie Immunfärbungen wird untersucht, ob dieses Merkmal eine Synapomorphie der Euarthropoda oder möglicherweise der Panarthropoda (Euarthropoda, Onychophora, Tardigrada) ist. Periphere Inhibition durch GABAerge Motoneurone ist innerhalb der Evertebraten weit verbreitet, scheint aber in mehreren Gruppen zu fehlen. Um zu testen, ob solche zellspezifischen chemischen Eigenschaften als Merkmale zur Charakterisierung systematischer Gruppierungen dienen können, wird in diesem Projekt die histologische Färbung cholinerger, GABAerger und glutamaterger Marker mit Elektrophysiologie an der neuromuskulären Synapse bei Arthropoden und einigen Outgroup-Spezies kombiniert. Als Ziel des Projekts wird angestrebt, einen Satz von etablierten Neurotransmittern an der neuromuskulären Synapse bereitzustellen, die als Merkmale für phylogenetische Analysen herangezogen werden können.

Resultate:

Zusammenfassung der Projektergebnisse

 

In contrast to the vertebrates and many other phylogenetic groups which use acetylcholine as chemical messenger at the neuromuscular junction, in some well-studied crustacean and insect preparations glutamate has been shown as the excitatory transmitter. However, it is currently unknown whether glutamate acts as neuromuscular transmitter in other arthropod lineages. In this cytochemical/immunofluorescence investigation, we studied potential neurotransmitters in ventral ganglia and neuromuscular junctions of selected species of Myriapoda, Chelicerata, basal Hexapoda. and pterygote insects. We could co-localize glutamate with synapsin labelling in synaptic boutons on skeletal muscles in all studied arthropod specimens. Acetylcholine esterase (AChE) activity as a marker for cholinergic synapses was found abundantly in the central nervous systems, but not at neuromuscular junctions. Our data indicate that glutamate, and to a lesser extent, GABA are most likely neurotransmitters at arthropod neuromuscular junctions, whereas acetylcholine is very unlikely to play a role in neuromuscular transmission. As outgroup we localized AChE at the neuromuscular junctions of the Annelida Platynereis, Lumbricus and Eisenia. Together with our previous findings of mixed cholinergic/glutamatergic neuromuscular innervations in the onychophoran sister group, the new data support our hypothesis of the skeletal neuromuscular transmitter glutamate as a phylogenetic character of Arthropoda. During the evolution of rapid arthropod locomotion, GABAergic inhibitory neuromuscular transmission may have been an advantageous character, but is missing in several taxa. We found neuromuscular GABA labelling in all non-holometabolous hexapods. In chelicerates we found GABA in spider and scorpion, but not pseudoscorpion NMJs. In Myriapods, we found GABA in walking leg NMJs, but body wall NMJs displayed GABA-immunoreactivity only in Chilopoda. In addition to revealing glutamate and GABA as the most likely neurotransmitters at the neuromuscular junction, we made the surprising discovery of GABA and its biosynthetic enzyme glutamate decarboxylase (GAD) in sensory neurons of a centipede. Some arthropod mechanosensory neurons may not only use acetylcholine as a common neurotransmitter, but GABA is also a candidate. This is in line with published data from other labs on neurotransmitter diversity in the arthropod sensory system, showing histaminergic mechanosensory neurons in Drosophila and a spider. To address neurochemical characters the central nervous system, we investigated the morphology of identifiable serotonin-containing neurons in the wingless hexapod taxa Archeognata and Zygentoma. Comparisons with the patterns of serotonin-containing neurons in major tetraconate taxa suggested a close phylogenetic relationship of Remipedia, Cephalocarida, and Hexapoda. A recently published phylogenomic analysis considered Remipedia as the sole crustacean sister group of Hexapoda. Using a lipophilic dye, we traced the remipedian olfactory projection neuron pathway up to the hemiellipsoid bodies. All parts of the hemiellipsoid body expressed the catalytic subunit of the cAMP-dependent protein kinase A, an enzyme particularly enriched in in insect mushroom bodies. Moreover, immunofluorescence of the GAD enzyme revealed a cluster of GABAergic interneurons in the hemiellipsoid body, reminiscent of the characteristic feedback neurons of the mushroom body. These findings support the hypothesis of homology between remipedian hemiellipsoid bodies and hexapod mushroom bodies, despite differences in the neuroanatomical architecture and the malacostracan ground pattern of the olfactory pathway.

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/249531961

Kooperationspartner:

Dr. Heiko Meyer, Laser Zentrum Hannover

Drittmittelprojekt: DFG DFG SI 1462/4-1, 190.950 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Klinik für Pferde

Projektdetails:
Sperm, used in reproductive medicine, is only marginally stable after ejaculation and needs to be processed to avoid loss of viability and functionality. Sperm are typically diluted in so-called extenders to preserve cellular functions for several days during storage at refrigerated temperatures. For long-term storage, sperm may be cryopreserved or freeze-dried. However, large differences exist in sperm survival rates after freezing and thawing amongst species and individuals, and cryopreservation is not a routine procedure. Freeze-drying of cells has not yet been established. Whereas cryopreserved samples are stored in liquid nitrogen, dried samples can be stored at room temperature, which has advantages for banking and transport. The first stress factor sperm are exposed to after ejaculation is when the temperature is reduced to temperatures below body temperature to slow down cellular metabolism and to limit degradation reactions taking place at physiological temperatures. Cooling, however, also alters structure and organization of membranes. During freezing, cells are exposed to ice crystal formation, osmotic dehydration and mechanical forces, causing changes in membrane phase state. Drying causes removal of bound water surrounding the phospholipid head groups. The central aim of this proposal is to reveal the mechanisms underlying osmotic, cooling, and dehydration-induced membrane damage in sperm. It is postulated that membrane stability in sperm is related to the ability of the cells to cope with temperature and osmotic stress. It is hypothesized that there is a critical hydration level beyond which alterations in membrane structure and organization are irreversible. The following research lines will be pursued:
- Membrane stability during osmotic and chilling stress
- Membrane biophysics during freezing
- Freeze-drying and biomolecular stability

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Ir. Willem F. Wolkers

Institüt für Mehrphasenprozesse

Leibniz Universität Hannover

Drittmittelprojekt: MELUND, 42.480 EUR

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

Projektdetails:
Die Kegelrobben- und Seehundbestände haben im Jahr 2014 einen Höchststand im Wattenmeer erreicht.
In dem Projekt soll untersucht werden wie sich die Bestände weiterentwickeln und ob die Zunahme einen Einfluss auf den Gesundheitszustand der Robben hat. Es soll untersucht werden ob die parasitäre, virologische und mikrobielle Belastung, an den Küsten Schleswig Holsteins, sterbender Kegelrobben sich verändert hat. Hierfür werden die im festgelegten Untersuchungszeitraum geborgenen und an das ITAW zur Untersuchung verbrachten Kegelrobben vollständig seziert. Die Tiere werden vermessen, gewogen und pathologisch untersucht. Darüber hinaus werden histologische, parasitologische, virologische und mikrobiologische Untersuchungen in Kooperation mit der Pathologie der TiHo und der Justus-Liebig Universität in Gießen durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Erkenntnissen der letzten Jahre verglichen um die Entwicklung des Gesundheitszustandes zu bewerten.
Ferner soll die Entwicklung der Habitatnutzung erforscht und bewertet werden. Hierzu sollen Seehundjäger geschult und Daten die sie zur Habitatnutzung erheben ausgewertet werden. Da Kegelrobben eine wandernde Population darstellen, sollen die Daten mit den Nachbarländern ausgetauscht werden. Von besonderer Bedeutung sind hier das Trilaterale Wattenmeersekretariat (CWSS) und die Trilaterale Seehundexpertengruppe (TSEG).

Resultate:

Die Kegelrobbenbestände in Schleswig-Holstein nehmen in Nord- und Ostsee seit einigen Jahren immer weiter zu. Die Untersuchungsergebnisse der letzten Jahre zeigen, dass im Magen-Darm-Trakt Magenwürmer Pseudoterranova decipiens und Contracaecum osculatum, die zoonotisch relevante Leberegelart Pseudamphistomum truncatum, die bei Ostsee-Kegelrobben schwere Leberveränderungen hervorrufen kann, aber auch Acanthocephala (Corynosoma spp.) im Darm gefunden werden. Letztere haben ebenfalls eine gesundheitliche Bedeutung bei Tieren aus der Ostsee und sind mit chronischen, entzündlichen Veränderungen vor allem im Dickdarm assoziiert. Weiterhin wurden Enteritis, Enzephalitis, Dermatitis, Hepatitis, Gastritis und Septikämien, sowie perinataler Tod diagnostiziert. Weiterhin wurden verschiedene Bakterien gefunden, zu denen auch zoonotische Erreger wie Erysipelothrix rhusiopathiae gehören. Daher ist es sehr wichtig, dass die Hygienemassnahmen strikt eingehalten werden. Die Ergebnisse aus den Gesundheitsuntersuchungen der Kegelrobben, die in den Gewässern der Ost- und Nordsee in Schleswig-Holstein gefunden wurden sind ein wichtiger Beitrag für mehrere Abkommen, so z.B. Trilaterale Wattenmeerabkommen, HELCOM und OSPAR und sind wichtig weiter fortzuführen.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 140.348 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Nach der Schlachtung von Schweinen haben Muskeln mit hohen Anteilen an oxidativen Fasern (rote Muskeln) im Gegensatz zu solchen mit niedrigeren Anteilen (weiße Muskeln) höhere End-pH-Werte. Der pH-Wert-Verlauf ist allerdings meist nicht unterschiedlich zwischen diesen Muskeltypen. Diese Diskrepanz liegt möglicherweise an der höheren Pufferkapazität der weißen Muskeln oder der beschleunigten pH-Wert-Reduktion in roten Fasern aufgrund des Phänomens der "cellular (mitochondrial) treason". Dieses Phänomen wird durch einen Funktionswechsel des Enzyms F0F1-ATPase bedingt. Unter physiologischen Bedingungen ist der elektrochemische Protonen-Gradient über der inneren Mitochondrien-Membran mit der ATP-Synthese, katalysiert durch die F0F1-ATPase, assoziiert. Bei Sauerstoffmangel (Hypoxie, z.B. nach der Schlachtung) reduziert sich der Protonen-Gradient. Zur Aufrecherhaltung des Gradienten kann die F0F1-ATPase zu einer ATP-abhängigen Protonenpumpe werden, verbunden mit einem erhöhten ATP-Verbrauch des Gewebes (treason (Ausbeutung)). Da ATP zu diesem Zeitpunkt aufgrund der Hypoxie in der anaeroben Glykolyse unter Laktatbildung gebildet wird, ist zu vermuten, dass dadurch die pH-Wert-Reduktion auf das Niveau der weißen Muskeln beschleunigt wird. Daten über "cellular (mitochondrial) treason" in der Skelettmuskulatur beim Schwein sind bisher nicht veröffentlicht. In der vorliegenden Studie sollen daher die Veränderungen der mitochondrialen Atmungskapazität, der Enzyme des Energiestoffwechsels, besonders der F0F1-ATPase, der Nukleotide, sowie die Puffer-Kapazität während der Normoxie und Hypoxie/Anoxie nach der Schlachtung von Schweinen biochemisch und molekularbiologisch untersucht werden. Gleichzeitig wird die Muskulatur hinsichtlich verschiedener Fleischbeschaffenheitsparameter (z.B. pH-Wert, Tropfsaftverlust) charakterisiert und in Verbindung zu den biochemischen und molekularbiologischen Resultaten analysiert. Ziel der Untersuchung ist es, den Einfluss der Mitochondrien auf die Fleischbildung kurz nach der Schlachtung (früh-postmortal) am Übergang zwischen der normalen atmosphärischen Sauerstoff-Konzentration (Normoxie) und der Hypoxie/Anoxie des Muskelgewebes unter besonderer Berücksichtigung der F0F1-ATPase-Funktion zu charakterisieren.

Resultate:

Popp J., A.R. Sharifi, S. Janisch, C. Krischek* (2018):

Two frequently used pH determination methods showed clearly different pH slopes during early post mortem ageing of pork.

Food Analytical Methods, 11, 1773-1779, https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12161-018-1163-8

 

Krischek C.*, J. Popp, A.R. Sharifi (2019):

Biochemical alterations in the Musculus triceps brachii and Musculus longissimus thoracis during early postmortem period in pigs.

Meat Science, 152, 121-126, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030917401830706X?via%3Dihub

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Michael Wicke, Georg-August-Universität Göttingen, Department für Nutztierwissenschaften, Abteilung Produktkunde- Qualität tierischer Erzeugnisse, Albrecht-Thaer-Weg 3, 37075 Göttingen

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Lebensmittelimporte aus Drittstaaten werden an den Außengrenzen der EU und an See- und Flughäfen kontrolliert. Diese Kontrollen basieren im Wesentlichen auf der Prüfung der Begleitzertifikate. Eine zuverlässige Rückverfolgung der Ausgangsrohstoffe in ein
Ursprungsland ist dabei nicht immer möglich. Innerhalb der EU hat sich ein ungehinderter Warenverkehr etabliert. Aus den Importen werden unterschiedliche Lebensmittel, auch Rohprodukte, hergestellt und in den Verkehr gebracht, die dadurch mit sehr variablen innerbetrieblichen und amtlichen Überwachungssystemen hinterlegt sein können. Die derzeit etablierten Überwachungskonzepte sind jedoch nicht in der Lage, den Eintrag zoonotischer Erreger in die Lebensmittelkette sicher zu verhindern.
Die Ausbreitung eines Zoonoseerregers und die konsekutiven sozioökonomischen Auswirkungen eines Ausbruchsgeschehens sind natürlich abhängig von Art und Umfang der vermeintlichen Infektionsquelle (z.B. Menge des Importgutes). Migration und Tourismus tragen ebenfalls zum ungewünschten Import kontaminierter Lebensmittel bei. Illegale Einzelimporte "unsicherer" exotischer Lebensmittel aus den unterschiedlichsten Regionen der Welt oder aus Anrainerstaaten der EU mit niedrigeren
Lebensmittelsicherheitsstandards stellen nicht nur ein Gesundheitsrisiko für den einzelnen Konsumenten dar, sondern können sehr schnell national und international gesundheitspolitisch relevant werden.
Das Arbeitspaket der TiHo widmet sich dabei Aspekten der Lebensmittelsicherheit hinsichtlich Zoonoseerreger bei Schweine- und Geflügelfleisch sowie bei Exotika aus legalen und illegalen Importen.

Kooperationspartner:

Bundesinstitut für Risikobewertung

Charité Universitätsmedizin, Infektiologie

Institut für Public Management

von Thünen-Institut

Veterinärbehörden der Länder

Drittmittelprojekt: COST (Action TD1302: European Network on Taeniosis/Cysticercosis)

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Im Rahmen der geplanten Studie sollen serologische Methoden zum Nachweis des Cysticercus bovis entwickelt werden. Diese Nachweisverfahren sollen an Feldproben auf ihre Brauchbarkeit im Rahmen der Fleischuntersuchung untersucht werden.

Kooperationspartner:

Dr. Uschi Nagel-Kohl, LAVES, Veterinärinstitut

Dr. Sameh Abuseir, An-Najah National University, Palästina

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Epidemiologische Untersuchungen zum Vorkommen von Yersinia enterocolitica in Eber-Vermehrerbetrieben unter Berücksichtigung von serologischen Kreuzreaktionen mit Brucella-Antikörpern

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Regenerationsvorgänge im Nervensystem nach einer Schädigung sind abhängig von fördernden und hindernden molekularen Faktoren. Wichtige inhibitorische Faktoren fehlen bei Evertebraten, so dass dort positive Faktoren einfacher zu untersuchen sind. Darum soll hier Regeneration an einem Wirbellosen-Modellsystem untersucht werden, dem olfaktorischen System der Heuschrecke. Die ca. 50000 Riechsinneszellen einer Antenne verlaufen durch den Antennennerv ins Gehirn und enden im glomerulär organisierten Antennallobus, von wo aus Geruchsinformation zur Weiterverarbeitung in die Pilzkörper geleitet wird. In einem multidisziplinären Ansatz soll in diesem Projekt untersucht werden, ob dieses System nach Quetschung eines Antennennervs funktionell regeneriert. Dazu werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach der Quetschung quantitative neuroanatomische, immunzytologische, elektrophysiologische und Verhaltens-Messungen durchgeführt, um zu testen wann auf welcher Verarbeitungsebene wann wieder Information aus der geschädigten Antenne verarbeitet werden kann. Als innovative Technik soll dabei eine Weiterentwicklung der optischen Projektionstomographie eingesetzt werden, die es erlaubt die Volumenänderungen in den betroffenen Hirnarealen einfach und schnell zu messen.

Resultate:

Die Ergebnisse sind in den folgenden fünf Publikationen zu finden:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/cne.22770

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0041236

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00441-016-2560-1

https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-017-1199-z

https://doi.org/10.3389/fphys.2020.608661