Forschung

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 427.078 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Die Lungenseuche der Rinder ist eine kontagiöse Erkrankung des Respirationsapparates mit hoher sozioökonomischer Bedeutung in Ländern Afrikas südlich der Sahara. Die Erkrankung wird verursacht durch Mycoplasma mycoides subsp. mycoides (Mmm) und ist charakterisiert durch eine massive fibrinöse Pleuropneumonie mit Atemwegssymptomen und Fieber. Bei akutem Verlauf kann die Krankheit schnell zum Tode führen. Chronische Verläufe mit milderen klinischen Symptomen und typischen Lungenläsionen (Sequester) sind häufig. Symptomlose, chronisch infizierte Tiere stellen bei Verbringung in nicht infizierte Bestände eine besondere Ansteckungsgefahr dar. Die Lungenseuche der Rinder kann in Ländern mit gut strukturierten Veterinärdiensten und effizienten Seuchenbekämpfungsmaßnahmen (test- und Schlachtbestimmungen, Kontrolle der Tiertransporte und Bereitstellung von Mitteln zur Entschädigung der Landwirte) ausgerottet werden. Diese Maßnahmen sind jedoch in den meisten Teilen Afrikas nicht anwendbar. In Afrika wird mittels Impfung mit einem Lebendimpfstoff versucht, die Seuche einzudämmen. Die Impfung führt aber nur zu einem kurzen Infektionsschutz und es treten regelmäßig schwerwiegende Nebenwirkungen auf. Bessere Kenntnisse über die Entstehung einer protektiven Immunantwort würde die Entwicklung eines besseren Impfstoffes unterstützen. Besonders bei den Abläufen zu Beginn der Infektion, beim ersten Kontakt der Bakterien mit den Zielzellen im Rind gibt es noch viele Wissenslücken. Die Lungenseuche der Rinder ist, wie andere durch Mykoplasmen verursachte Krankheiten, durch immunpathologische Vorgänge gekennzeichnet. Wir gehen davon aus, dass die Immunmodulation früh in der Infektion beginnt und für das Überleben der Bakterien im Wirt wichtig ist. Deshalb sind wir besonders an dieser initialen Wirt-Pathogen-Interaktion interessiert, die den Ausgang der Krankheit bestimmt. Im vorliegenden Projekt werden wir daher diese wichtige initiale Interaktion von Mmm mit den primären Zielzellen des Wirtsorganismus, sowohl in vitro als auch in vivo, auf molekularer Ebene untersuchen. Insbesondere sollen die molekularen Grundlagen der Adhäsion des Erregers an die Wirtszelle aufgeklärt werden. Dazu werden wir Adhäsine von Mmm identifizieren und deren zellulären Rezeptoren bestimmen. Wir untersuchen auch detailliert die frühe Reaktion der Epithelzellen des Wirtes auf den Kontakt mit dem Erreger. Darüber hinaus werden wir die Antikörperantwort gegen Moleküle, die in der frühen Phase der Infektion involviert sind. Das allgemeine Ziel dieses Projekts ist es, die molekularen Grundlagen der frühen Interaktion zwischen Erreger und Wirt besser zu verstehen. Dabei sollen Zielstrukturen identifiziert werden, welche die Entwicklung neuer therapeutischer Werkzeuge erleichtern.

Kooperationspartner:

PD Dr. Robert Kammerer

Friedrich-Loeffler-Institut

Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit

Institut für Immunologie

17493 Greifswald

Dr. Christiane Schnee (seit 12/2024)

Friedrich-Loeffler-Institut

Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit

Institut für molekulare Pathogenese

07743 Jena

Victor Mobegi, Ph.D.

University of Nairobi

Department of Medical Microbiology

Nairobi

Martin Kiogora Mwirigi

Kenya Agricultural and Livestock Research Organization

Nairobi

Elise Schieck, Ph.D.

International Livestock Research Institute, Nairobi

Dr. Martin Heller (bis 12/2024)

Friedrich-Loeffler-Institut

Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit

Institut für molekulare Pathogenese

07743 Jena

Drittmittelprojekt: H. Wilhelm Schaumann Stiftung, 5.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Die Fütterung von Nutztieren hat einen großen Einfluss auf unsere Umwelt. Sowohl die eingesetzten Ressourcen als auch die ausgeschiedenen Stoffwechselprodukte machen es erforderlich, die physiologischen Prozesse im Stoffwechsel von Nutztieren genau zu verstehen. Insbesondere im Hinblick auf das "One Health"-Konzept müssen Wege entwickelt werden, um trotz wachsender Weltbevölkerung und knapper werdender Ressourcen die Gesundheit von Mensch und Tier sowie die Nahrungsmittelversorgung zu sichern und gleichzeitig die Belastung der Umwelt zu minimieren. Aufgrund ihrer Fähigkeit zum Phosphorrecycling (P) und der Stickstoffverwertung (N) durch die Mikroorganismen des Vormagens stellen insbesondere Wiederkäuer eine interessante Modellgruppe dar, um die N- und P-Gehalte im Futter auf ein Minimum zu reduzieren. Die geplanten Studien sollen zu einem besseren Verständnis der angepassten Stoffwechselprozesse bei P- und N-reduzierter Fütterung beitragen und sich insbesondere auf die Regulation des Aminosäuretransports in der Leber unter Stressbedingungen konzentrieren.

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

Projektdetails:
Im Forschungsprojekt "WORMICs" wird in enger Zusammenarbeit mit den Instituten für Lebensmittelqualität und -sicherheit sowie Tierernährung die 3D-Genomstruktur des Riesen-Mehlwurms (Tenebrio molitor) und des Großen Schwarzkäfers (Zophobas atratus) untersucht. Ziel des Projekts ist es, neuartige Proteinquellen wissenschaftlich zu erschließen und insbesondere ein vertieftes Verständnis der genetischen Grundlagen des Wachstums und der Entwicklungsprozesse dieser Insektenarten zu gewinnen. Der Fokus liegt dabei besonders auf der Genetik des Wachstums und der genomischen Regulation wachstumsrelevanter Prozesse. Methodisch konzentriert sich das Projekt auf die Weiterentwicklung und Optimierung von 3D-Genomik-Protokollen entlang der gesamten Prozesskette - von der Probenaufbereitung über die Bibliotheksherstellung bis zur Sequenzierung. Die gewonnenen Daten werden mit modernen bioinformatischen Verfahren analysiert, um strukturelle und funktionelle Zusammenhänge im Genom zu identifizieren.

Drittmittelprojekt: DFG- Deutsche Forschungsgemeinschaft, 456.829 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Das Ziel des Projektes PREGROW ist die Erstellung eines Einzelzellprofils auf der Basis der Genexpression einzelner Nuklei der Hypophyse und ihrer nachgeschalteten Gewebe vergleichend in Miniaturschweinen und größeren Schweinen. Dieser Studienansatz soll bei der Suche nach entscheidenden genetische Faktoren helfen, die das Wachstum eines Körpers steuern. Hierbei stehen wir vor einer großen Herausforderung: Die Körpergröße ist ein Phänotyp, der den gesamten Organismus betrifft, und an dessen Entstehung viele verschiedene Organe beteiligt sind. Aus diesem Grund ist zu erwarten, dass sich auch die zugrundeliegenden entscheidenden regulativen Mutations-Effekte komplex darstellen. Aus diesem Grund zielt das Projekt PREGROW darauf ab, die genetische Landschaft der Wachstumsachse und deren involvierter Gewebe im Schwein zu studieren, um die Interpretation von Mechanismen der Geninteraktion und zugrundeliegender Mutationseffekte zu erleichtern. Dazu wird mit aus vorangehenden Wachstums- und Größenstudien gewonnenen genomweit assoziierten Loki ein funktionelles Enrichment durchgeführt, um jene einem bestimmten Zelltypen zuzuordnen. Damit sollen solche Gene identifiziert werden, die sich in großen Schweinen im Vergleich zu Miniaturschweinen differentiell darstellen und damit sehr wahrscheinlich, zusätzlich zu der hormonell gesteuerten GH/IGF-Achse, wichtige Regulatoren für das präpubertäre Wachstum des Schweines darstellen.

Kooperationspartner:

Prof. Malte Spielmann, Universität zu Lübeck

Drittmittelprojekt: Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein, Tönning, 83.205 EUR

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

Projektdetails:
Im Rahmen des Robben-Lebendmonitoring werden Seehunde und andere Robbenarten im schleswig-holsteinischen Wattenmeer mit Netzen gefangen. Neben Mitarbeitern der Stiftung Tierärztlichen Hochschule Hannover wird diese Aktion mit Hilfe von erfahrenen Mitarbeitern des Landesamtes für Küsten- und Naturschutz, der Seehundjäger und weiteren Helfern durchgeführt. Die Seehunde werden vermessen (inkl. Speckdicke mittels Ultraschallgerät) und gewogen. Es werden Blut-, Haar- und Kotproben sowie Tupfer zur Bakteriologie und Virologie entnommen. Anhand der Proben werden Blutbilder erstellt, blutchemische, zytologische, mikrobiologische, virologische und serologische Untersuchungen durchgeführt, sowie weiterführende Untersuchungen zu Schwermetallen (Haare und Blut) und persistente organische Schadstoffe vorgenommen.
Ebenso erfolgt eine parasitologische Untersuchungen zum Nachweis und zur Artbestimmung der Parasiten sowie zytologische und pathologische Aufarbeitung von Veränderungen am Tierkörper. Werden bei den Fangaktionen auch Kegelrobben gefangen, so sollen diese Untersuchungen auch an diesen Tieren durchgeführt werden.
Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Virologie und dem Institut für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, dem Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Justus-Liebig-Universität Gießen, der Freshwater and OCeanic science Unit of reSearch (FOCUS) der Universität Liege (Belgien) und dem Department Ökologische Chemie des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ) Leipzig. durchgeführt. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen werden im Rahmen von anderen Forschungsprojekten und Doktorarbeiten Robben auch mit Telemetriegeräten ausgestattet.

Kooperationspartner:

Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Justus-Liebig-Universität Gießen

Freshwater and OCeanic science Unit of reSearch (FOCUS) der Universität Liege (Belgien)

Department Ökologische Chemie des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ) Leipzig

Drittmittelprojekt: DBU, CULT-Stiftung, 81.550 EUR

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

Projektdetails:
This project serves the long-term purpose of protecting the species of the yellow-bellied toad, Bombina variegata, which is highly endangered in Germany and Central Europe. In many areas, the yellow-bellied toad only occurs in secondary, i.e. anthropogenically modified, habitats such as quarries. The populations are often isolated, too small, and suffer from inbreeding and genetic impoverishment. Previous studies have also shown that yellow-bellied toads use different life cycle strategies in different habitats. These differences suggest that the species has adapted to local ecological conditions, and these adaptations are potentially manifested in the genome. The project aims to improve the genetic and ecological information available about the species in order to make practical conservation more effective. For this purpose, DNA samples from German, French and Swiss yellow-bellied toad populations, which have already been sampled in previous projects, are examined using genomic methods (RADSeq). In addition, toads in Germany will be sampled in the few natural habitats where they still occur. The genomic results are then correlated with ecological data (habitat type, local climate). The results provide evidence as to whether yellow-bellied toads are adapted to their local habitat (anthropogenic vs. natural) or to their local climate at the molecular level. The aim is to identify specific candidate genes that mediate this local adaptation. Furthermore, species distribution models based on climatic data should show where suitable habitats are for the yellow-bellied toad today and in the future - also with a view on climate change. The results obtained will be discussed with scientists and species protection specialists in a workshop. In follow-up projects, so-called genetic rescue will be used for small, isolated occurrences to stabilize them, and larger populations will be genetically upgraded. Genetic rescue projects based on genomic information are innovative since so far they have been successfully implemented in species protection in only a few countries.

Kooperationspartner:

Prof. Jean-Paul Léna, Dr. Hugo Cayuela, Benjamin Monod-Broca, University of Lyon;

Dr. Mirjam Nadjafzadeh, NABU Niedersachsen; Fabian Droppelmann, Chance 7

Drittmittelprojekt: UBA, 299.799 EUR

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

Projektdetails:
Mit dem Abschmelzen des Eises in der Arktis werden neue Gebiete für Schifffahrtsrouten, seismische Ölexploration, Rohstoffgewinnung für neue Technologien (z. B. Seltene Erden) und andere anthropogene Aktivitäten zugänglich. All diese Aktivitäten können sich auf Wale und Delfine auswirken.
Studien an Ratten und Menschen zeigen, dass verschiedene Chemikalien (einschließlich PCB und Schwermetalle) Gehörschäden verursachen können und/oder die Auswirkungen von Lärmbelastung verstärken. Ein Zusammenhang zwischen Hörverlust und hohen PCB- oder Schwermetallkonzentrationen bei Walen wurde bisher jedoch noch nicht festgestellt.
Ziel dieses Projekts ist es, die Auswirkungen von Lärm und chemischer Verschmutzung auf das Gehör von Walen und Delfinen in der Arktis zu ermitteln und zu quantifizieren. Da Wale und Delfine bei all ihren täglichen Aktivitäten auf das Gehör angewiesen sind, ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie sich Unterwasserlärm und chemische Verschmutzung (oder die kumulativen Auswirkungen beider Stressfaktoren) auf das Gehör von Walen und Delfinen auswirken könnten.
Zu diesem Zweck werden wir Ohren von gestrandeten oder legal bejagten Walen analysieren und ergänzende Techniken anwenden, um Läsionen im Ohr zu identifizieren, die mit Lärmbelastung vereinbar sind. Proben von Blubber und/oder Leber derselben Tiere werden auf ausgewählte Schadstoffe untersucht, um die Konzentrationen persistenter organischer Schadstoffe und chemischer Elemente zu bestimmen und sie mit den Ergebnissen der Ohranalysen zu korrelieren. Wenn möglich, werden die Ergebnisse des PIONEER-Projekts mit umfassenden Post-Mortem-Befunden jedes einzelnen Tieres korreliert, um die Auswirkungen des allgemeinen Gesundheitszustands auf die spezifischen Befunde zu ermitteln, aber auch um festzustellen, wie die kumulativen Auswirkungen der Exposition (d. h. Lärm und chemische Verschmutzung) die Gesundheit der Wale beeinflussen können.
Der neuartige Ansatz von PIONEER, der die Ergebnisse der Analyse von Hörstrukturen und Schadstoffkonzentrationen bei mehreren Walarten in verschiedenen Ländern entlang der Arktis kombiniert, wird unser Verständnis für die Auswirkungen von Unterwasserlärm auf das Gehör und von chemischer Verschmutzung auf die Gesundheit wildlebender Populationen verbessern.

Kooperationspartner:

Prof. Annika Jahnke (Helmholtz Zentrum für Umweltforschung - UFZ)

Prof. Krishna Das (Universität Lüttich, ULiege)

Dr. Marianna Pinzone (Universität Lüttich, ULiege, und Norwegisches Polarinstitut)

Drittmittelprojekt: BMEL, 318.427 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Projekt wird am DIL e.V., Quakenbrück durchgeführt.
Im Rahmen dieses Projektes soll ein Konzept zur Gewinnung und Aufbereitung der Proteine aus Bierhefen in möglichst hoher nativer und funktioneller Form im Pilotmaßstab entwickelt und bewertet werden. Die Proteine und andere wertgebende Stoffe der Hefen sind zum größten Teil innerhalb der Zellen lokalisiert und somit für konventionelle Gewinnung durch Extraktion oder Fällung nicht leicht zugänglich. Um den Zugang zu den Proteinen zu erhöhen, ist deshalb ein Zellaufschluss notwendig. Weiterhin haften an den Hefen Reststoffe des Brauprozesses an. Diese sind unter anderem Gluten oder Bitterstoffe aus dem Hopfen. Im ersten Schritt soll deshalb ein Prozess entwickelt werden, um die Bitterstoffe und das Gluten, so weit wie technisch möglich zu entfernen (AP 1). Anschließend werden die Hefezellen physikalisch aufgeschlossen, sodass die im Zellplasma gelösten Proteine austreten können. Dazu werden in diesem Forschungsvorhaben zwei mechanische Verfahren angewendet: (1) Elektroporation mittels gepulster elektrischer Felder (eng. Pulsed Electric Fields, PEF, AP 3), und (2) Hochdruckhomogenisierung (eng. Ultra-High-Pressure Homogenization, UHPH, AP 2). Nach dem Zellaufschluss werden die Zellwandbestandteile von der proteinreichen Suspension/Lösung nach dem Prinzip der Trennung mittels Dichte bzw. Zentrifugalkräften in einem Tellerseparator getrennt. Weiter sollen die gewonnenen Proteine aufbereitet und stabilisiert werden und auf deren sensorische, techno-funktionelle und ernährungsphysiologische Eigenschaften (AP 4) sowie deren Eignung an Beispielen zur Herstellung von Lebensmittelprodukten untersucht werden (AP5). Nachdem der Prozess für Brauereihefen etabliert ist, wird er mit Hefen aus anderen Quellen validiert (AP 6). Mit den während der Untersuchung gewonnenen Daten wird als Abschluss eine Ökobilanzierung (LCA, AP7) durchgeführt, mit der die Nachhaltigkeit der gewonnenen Proteine mit der von Soja- und Milchproteinen verglichen werden soll. Im Zuge dieser wird der ganze Prozess mit einbezogen, d. h. es wird auch der Energiebedarf der neuen Technologien einbezogen und mit dem Herstellungsprozess von Soja- und Milchproteinen verglichen. In Zusammenarbeit mit den Industriepartnern soll die Umsetzbarkeit und die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens bewertet (AP 8) werden.

Kooperationspartner:

Elea Technology GmbH, Leiber GmbH

Kliniken/Institute:
Klinik für Heimtiere Reptilien und Vögel

Projektdetails:
Die Wildtierpopulationen in Deutschland und Europa nehmen aufgrund von Faktoren wie Lebensraumverlust, intensiver Landwirtschaft und Klimawandel ab. Da immer mehr Tiere rehabilitiert werden, fehlen Daten zu ihrem Überleben nach der Auswilderung. Ziel des Projektes ist es, die Aktivität und das Überleben von Arten wie Mäusebussard, Seeadler und Igel mithilfe von Telemetrie und Transponder-Systemen zu überwachen, um den Erfolg und die Herausforderungen der Wildtierrehabilitation besser zu verstehen.

Kooperationspartner:

Wildtier und Artenschutz Station Sachsenhagen

Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) , 287.753 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Pränatale (in ovo) Ereignisse wirken sich auf das postnatale Leben aus. Pränatale "Behandlungen" können einen positiven Einfluss auf die Anpassung an postnatale Bedingungen haben. Die gezielte Modulation der Bedingungen während der In-vo-Entwicklung könnte ein Mittel zur Verbesserung der produktiven Anpassungsfähigkeit in Bezug auf Wachstum und Thermotoleranz sein. Die in ovo-Entwicklung von Vögeln ist ein wertvolles Modell für die Untersuchung von Umwelteinflüssen auf die frühe Entwicklung und deren langfristige Folgen. Dies gilt insbesondere für die Myogenese, wo die Reaktionsmechanismen auf Umwelteinflüsse auf die Zellproliferation und -differenzierung untersucht werden können. Da Hühnerembryonen keine aktive Temperaturregulierung haben, wirkt sich eine Änderung der Inkubationstemperatur direkt auf ihre Körpertemperatur aus. Dies führt zu Veränderungen in der Kinetik biochemischer Prozesse und insbesondere in der Kinetik relevanter Stoffwechselenzyme, die wahrscheinlich mit dem aktivitätsabhängigen Muskel- und Körperwachstum zusammenhängen. Unsere frühere Studie hat die jeweiligen Auswirkungen von niedrigen und hohen Inkubationstemperaturen zwischen ED 7-10 und ED 10-13 unmittelbar nach der Behandlung und im Erwachsenenalter bei Masthühnern auf den Energiestoffwechsel nachgewiesen und Veränderungen in der Genexpression ermittelt, die den phänotypischen Reaktionen zugrunde liegen. Wir beabsichtigen, die Fragen, die sich aus dieser früheren Studie ergeben, weiterzuverfolgen und zu beantworten, indem wir die Auswirkungen erhöhter und verringerter Inkubationstemperaturen innerhalb eines bestimmten Behandlungszeitraums (ED 10-13) auf verschiedene metabolische, biochemische und histologische Merkmale sowie auf die Genexpression und epigenetische Veränderungen bei Eintagsküken von Mast- und Legehennen analysieren. Wir werden das Ein-Tages-Altersstadium als kumulativen Effekt der in ovo stattfindenden Entwicklungsprozesse betrachten. Ziel ist es, funktionelle Beziehungen entlang der Genotyp-Phänotyp-Karte vom Genom zum Metabolom über das Epigenom und Transkriptom als Reaktion auf Veränderungen der Inkubationstemperatur aufzudecken.

Kooperationspartner:

PD Dr. Siriluck Wimmers und Prof. Dr. Klaus Wimmers, Forschungsinstitut für Nutztierbiologie, Dummerstorf