Forschung

Drittmittelprojekt: DFG, 250.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Virologie

Projektdetails:

Drittmittelprojekt: DFG, 45.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Glykoprotein-vermittelte Mechanismen der Immunabwehr von Pneumoviren bei Mensch und Tier

Drittmittelprojekt: DFG, 45.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Evolution und Ökologie von RNA-Viren bei kleinen Säugetieren

Drittmittelprojekt: DFG, 45.000 EUR

Kliniken/Institute:
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Die Rolle des Fettgewebes als stilles Reservoir für die Replikation von Atemwegsviren

Drittmittelprojekt: DFG, 535.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken

Projektdetails:
Wenn die Trockenkonservierung von Gameten und/oder genetischem Material ohne Verlust des Befruchtungspotenzials möglich wäre, kann dies zur Sicherung genetischer Ressourcen verwendet werden. Dies würde eine kostengünstige Lagerung bei Raumtemperatur ermöglichen und die Verfügbarkeit ab Lager und den Transport erleichtern. Darüber hinaus können Trockenkonservierungsmethoden für Biologika in unterentwickelten Ländern, abgelegenen Orten und Nicht-Laborumgebungen implementiert werden. Ohne Schutzmaßnahmen unterliegen Biomoleküle in Säugerzellen (irreversiblen) Konformationsänderungen während des Trocknens und einem chemischen Abbau während der Lagerung, der ihre Funktionen beeinträchtigt. Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, die Lebensfähigkeit und Funktionalität von Zellen im getrockneten Zustand zu erhalten, hauptsächlich inspiriert von der Art und Weise, wie Organismen in die Natur Trocknen überleben können durch in einem Zustand suspendierter Animation einzutreten, der als Anhydrobiose bezeichnet wird. Es wurden jedoch nur begrenzte Erfolge bei der Erhaltung Säugerzellen nach dem Trocknen und Rehydratisierung berichtet. Die Versuche konzentrierten sich auf die Einführung spezifischer Disaccharide (z. B. Trehalose, Saccharose), Stressproteine, und Membranmodifikationsstrategien, die eine Rolle beim Erwerb von Austrocknungstoleranz in der Natur spielen. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die komplexen orchestrierten zellulären Anpassungsmechanismen von anhydrobiotischen Organismen nachgeahmt werden können in Zellen die von Natur aus nicht resistent gegen Austrocknung sind. Getrocknete Säugerzellen können aber ihre Struktur und spezifischen funktionellen Eigenschaften beibehalten. Beispielsweise können getrockneten Spermien und somatische Zellen in (enukleierte) Eizellen zur Erzeugung von Nachwuchs injiziert werden. Getrocknete Bioproben sind jedoch stark anfällig für einen Abbau während der Lagerung. Hauptfaktoren, die die Lagerstabilität von biomolekularen Strukturen in einer getrockneten zellulären Umgebung beeinträchtigen, sind reaktiven Molekülen, Umgebungsbedingungen die die Geschwindigkeit von schädigenden Reaktionen bestimmen, und die inhärente molekulare Anfälligkeit für Schäden (z. B. Grad der Lipidsättigung und Chromatinkondensation). Wir schlagen hier einen anderen Ansatz für die Langzeitkonservierung genetischer Ressourcen bei Raumtemperatur vor; nicht gezielt auf die Wiederherstellung voll funktionsfähiger Zellen, sondern auf die Erzeugung "künstlicher" zellähnlicher kernhaltiger Strukturen. Wir planen, dies zu tun, indem wir (1) "Geisterzellen" durch Permeabilisierung von Spermienmembranen herstellen und (2) demembranierte Spermien in liposomalen Strukturen einkapseln. In beiden Fällen werden die schädigende reaktive Moleküle in Zellen entfernt, während schützende Moleküle leicht eingeführt werden können.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 496.785 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Paratuberkulose ist eine weltweit auftretende, fortschreitende, tödliche Enteritis bei Wiederkäuern, die durch Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) verursacht wird. MAP infiziert primär Zellen des distalen Ileums, hier findet außerdem die Zinkaufnahme des Wirts statt. MAP ist mit einem kanonischen ZnuABC-Zinkaufnahmetransporter ausgestattet, der auch in anderen mykobakteriellen Pathogenen vorkommt, sowie mit zwei zusätzlichen einzigartigen Zinkimportern, die sich auf den MAP-spezifischen großen Sequenzpolymorphismen LSP14 und LSP15 befinden. Darüber hinaus beherbergt LSP14 einen mutmaßlichen Zinkophor-Gencluster - sid -, der in anderen eng verwandten oder pathogenen Mykobakterien nicht vorkommt, was auf das Vorhandensein eines zusätzlichen Zinkaufnahmesystems in MAP hindeutet. Wir haben bereits gezeigt, dass dieser Cluster zinkabhängig durch den Zinkaufnahmeregulator Zur reguliert wird und für eine NRPS (Non Ribosomal Peptide Synthetase) kodiert, die möglicherweise ein Zinkophor produziert. In vorläufigen Experimenten haben wir zum ersten Mal einen MAP-Zinkophor-Kandidaten durch Metallisotopen-codiertes Profiling (MICP) nachgewiesen. Angesichts der wesentlichen Rolle von Zink und Zinkophoren für das bakterielle Überleben und die Etablierung einer Infektion ist es von großer Bedeutung, die Funktion dieser Systeme in der Zinkhomöostase und Pathogenität von MAP zu klären und vollständig zu verstehen. Das Projekt zielt darauf ab, den MAP-Zinkophor-Kandidaten und weitere mögliche Zinkophore zu identifizieren, bestätigen und zu charakterisieren, den sid-Cluster mit der Zinkophor-Produktion in Verbindung zu bringen, die Rolle von sid bei der Zink-Homöostase und dem intrazellulären Überleben von MAP zu klären und die Translokation von Zinkophoren zu untersuchen. Unsere erwarteten Ergebnisse werden zum Verständnis der Zinkhomöostase in MAP und anderen Mykobakterien beitragen.

Kooperationspartner:

Dr. Thomas Wichard

Friedrich-Schiller-Universität Jena

Institut für Anorganische und Analytische Chemie

Lehrstuhl für Instrumentelle Analytik

Lessingstraße 8

07743 Jena

Drittmittelprojekt: UBA, 156.832 EUR

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

Projektdetails:
Aufgrund ihrer Stellung an der Spitze des Nahrungsnetzes dienen Spitzenprädatoren wie Greifvögel, Otter, Robben und Schweinswale als nützliche Indikatoren für Schadstoffe in terrestrischen, Süßwasser- und Meeresumgebungen. In Kombination mit Daten ausgewählter Beutearten (z. B. Fische) können Daten aus der chemischen Überwachung von Spitzenprädatoren nützliche quantitative Informationen über die Persistenz und Bioakkumulation chemischer Substanzen im gesamten Nahrungsnetz liefern. Eine Reihe dieser chemischen Substanzen sind als persistente, mobile oder bioakkumulierende und toxische Stoffe (PMT-, PBT-Stoffe), sehr persistente, sehr bioakkumulierende, sehr mobile Stoffe (vPvB-/ vPvM-Stoffe) sowie endokrine Disruptoren (EDs).
Das Projekt "Beyond life Apex" wird die Schadstoffbelastung von Nahrungsketten mit Spitzenprädatoren untersuchen, um das Vorkommen von Substanzen und deren Koexposition in Deutschland sowie potenzielle gesundheitsschädliche Auswirkungen ausgewählter Schadstoffe zu ermitteln. Das Projekt wird neue Erkenntnisse über die Exposition von Organismen auf verschiedenen trophischen Ebenen, den Grad der Biomagnifikation in terrestrischen und aquatischen Nahrungsketten, prioritäre Substanzen für weitere regulatorische Bewertungen, die negativen Auswirkungen chemischer Schadstoffe auf Spitzenprädatoren sowie die Ursachen dieser Auswirkungen liefern. Dieses Projekt wird als Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (ITAW), dem Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in Berlin und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ) in Leipzig durchgeführt und vom Umweltbundesamt gefördert.

Kooperationspartner:

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Anpassung KI-basierter Methoden zur automatisierten Annotation und funktionellen Interpretation von Single-Cell-Sequenzierungsdaten in Säugetieren. Der Schwerpunkt liegt auf der Adaption transformerbasierter Modelle auf multi-spezifische Datensätze aus Nutztieren und Modellorganismen. Durch die Integration von Single-Cell-Transkriptomdaten sollen robuste Modelle zur Zelltypannotation, Zustandsklassifikation und Vorhersage regulatorischer Effekte etabliert werden. Die entwickelten Ansätze werden auf Gewebe mit wachstumsrelevanten Prozessen angewendet, um KI-gestützt funktionelle Zellpopulationen und regulatorische Muster zu identifizieren. Ziel ist es, skalierbare Werkzeuge für die vergleichende funktionelle Genomik auf Einzelzellebene in Säugetieren bereitzustellen.

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Ziel dieses Folgeprojekts ist es, den Beitrag struktureller genomischer Varianten zur genetischen Architektur des Wachstums im Schweinemodell zu untersuchen. Der Schwerpunkt liegt auf der Identifikation und Charakterisierung von strukturellen Varianten mittels Long-Read-Sequenzierung und deren regulatorischen Effekten in nicht-kodierenden Genomregionen. Analysen in Tieren mit divergenten Wachstumsphänotypen sollen wachstumsassoziierte strukturelle Varianten und Selektionssignaturen identifizieren. Diese Varianten werden hinsichtlich ihrer Lage in regulatorischen Sequenzen, putativen Enhancern und Chromatin-Domänen untersucht und mit Genexpressionsdaten aus Wachstumsfugen verknüpft. Ziel ist die Identifikation funktionell relevanter nicht-kodierender Variation mit Einfluss auf wachstumsregulative Prozesse.

Kooperationspartner:

Prof. Tim Kacprowski, Leiter Abteilung Data Science in Biomedicine, Peter L. Reichertz Institut für Medizinische Informatik der TU Braunschweig und der Medizinischen Hochschule Hannover

Drittmittelprojekt: DFG (VIPER GRK)

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
Charakterisierung der Auswirkungen von Morbilliviren auf angeborene Reaktionen und die Integrität von Epithelzellen der Atemwege.
-Erzeugung und Charakterisierung von 3D-Kultursystemen verschiedener wildlebender Fleischfresser-Arten
-Analyse von Morbillivirus-Infektionen auf Atemwegszellen von wild lebenden Fleischfressern in vivo und ex vivo