Forschung

Kliniken/Institute:
Institut für Zoologie

Projektdetails:
Mouse lemurs are the smallest primates on earth. They are endemic to Madagascar, where they are increasingly endangered by anthropogenically caused habitat degradation. Mouse lemurs are unique primate models for evolutionary, aging and genomic research. They exhibit extraordinary species diversity with limited vs. broad ranges in the Malagasy tropical forests. They have a long longevity related to body size (up to 15 years in the laboratory, about 9 years in the field) which is, however, much shorter than for common anthropoid primate models. Furthermore, some, but not all, aging individuals develop an AD-like pathology as found in Alzheimer patients or show human-like aging-related diseases such as cancer or ocular pathologies (e.g. cataracts). Likewise mouse lemurs are one of the primate models, for which the full genome is published. In 1985, Elke Zimmermann founded the colony of gray mouse lemurs of the Institute of Zoology (IfZ), by two founder pairs coming from the University of Tübingen (Jörg Ganzhorn). Founder pairs stem from the Rotterdam Zoo and were tracked back to their origin in south-eastern Madagascar (Mandena). To increase the genetic diversity of the colony, the offspring of these founders (originally based at the University of Stuttgart-Hohenheim, moving later on to the University of Constance, the German Primate Centre and finally completely to the Institute of Zoology at the University of Veterinary Medicine in Hannover) were cross-bred with mouse lemurs coming from the Rotterdam Zoo, the Netherlands, in 1993 and the Parc Zoologique de Vincennes, France, in 1996. The colony is a self-sustaining breeding colony for which the life history of each individual mouse lemur is documented from birth to death in a mouse lemur database. Tissues from these individually known mouse lemurs are collected for veterinary purposes, or after the natural death of an animal. This colony of mouse lemurs is registered in the European and International Studbook of the Cheirogaleidae. Animals are used for non-invasive integrative and comparative research in the field of behaviour, physiology, reproduction, sensory biology, communication, cognition, genetics/genomics, aging, conservation biology and veterinary medicine. Furthermore, they are used for comparative research projects that are conducted together with several academic institutions studying the effect of different factors (e.g. general maintenance conditions, different photoperiod regimes, enrichment, group composition, genetic lineages) on the physiology, behaviour, communication, cognition, reproduction, longevity and health status of the colonies.

Resultate:

e.g.

The Tabula Microcebus Consortium*; Ezran, C.; Liu, S.; Chang, S.; Ming, J.; Botvinnik, O.; Penland, L.; Tarashansky, A.; de Morree, A.; Travaglini, K.J.; Zhao, J.; Wang, G.; Hasegawa, K.; Sin, H.; Sit, R.; Okamoto, J.; Sinha, R.; Zhang, Y.; Karanewsky, C.J.; Pendleton, J.L.; Morri, M.; Perret, M.; Aujard, F.; Stryer, L.; Artandi, S.; Fuller, M.; Weissman, I.L.; Rando, T.A.; Ferrell Jr., J.E.; Wang, B.; De Vlaminck, I.; Yang, C.; Casey, K.M.; Albertelli, M.A.; Pisco, A.O.; Karkanias, J.; Neff, N.; Wu, A.R.; Quake, S.R.; Krasnow, M.A. (2025): Tabula Microcebus: A molecular cell atlas of mouse lemur, an emerging model primate. Nature, 644:173-184. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09113-9. (* U.R. member of the Microcebus Consortium)

 

Ezran, C.; Liu, S.; Chang, S.; Ming, J.; Guethlein, L.A.; Wang, M.F.Z.; Dehghannasiri, R.; Olivieri, J.; Frank, H.K.; Tarashansky, A.; Koh, W.; Jing, Q.; Botvinnik, O.; Antony, J.; The Tabula Microcebus Consortium*; Oliveira Pisco, A.; Karkanias, J.; Yang, C.; Ferrell Jr., J.E.; Boyd, S.D.; Parham, P.; Long, J.Z.; Wang, B.; Salzman, J.; De Vlaminck, I.; Wu, A.; Quake, S.R.; Krasnow, M.A. (2025): Mouse lemur cell atlas informs primate genes, physiology, and disease. Mouse lemur cell atlas informs primate genes, physiology and disease. Nature, 644: 185-196. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09114-8. (* U.R. member of the Microcebus Consortium)

 

Wittkowski, J.*; Klein, A.*; Kollikowski, A.*; Scheumann, M.*; Schmidtke, D.*; Zimmermann, E.†*; Radespiel, U.* (2024): The mouse lemurs. In: The UFAW Handbook on the Care and Management of Laboratory and Other Research Animals, 9th Edition. (H. Golledge, C. Richardson, eds.). John Wiley & Sons Ltd. (*: contributed equally to this chapter), pp. 662-682. https://doi.org/10.1002/9781119555278.ch36.

 

Bleyer, M.; Radespiel, U.; Klein, A.; Kollikowski, A.; Ströbel, P.; Mätz-Rensing, K.; Gruber-Dujardin, E. (2024): Spontaneous soft tissue tumours in aged mouse lemurs. Journal of Comparative Pathology, 215, 47-54.

 

Fritz, R.; Zimmermann, E.; Meier, M.; Mestre-Francés, N.; Radespiel, U.; Schmidtke, D. (2020): Neurobiological substrates of animal personality and cognition in a nonhuman primate (Microcebus murinus). Brain and Behavior, e01752. https://doi.org/10.1002/brb3.1752.

Kooperationspartner:

Prof. Pees, Klinik für Heimtiere

Zoo Zürich, Schweiz; Zoo Frankfurt, Zoo Landau,

Zoo Vincennes, Frankreich; Zoo Pilsen, CZ

Prof. J.-M. Verdier, École Pratique des Hautes Études, Paris, Frankreich

Drittmittelprojekt: Fritz-Ahrberg Stiftung, 25.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Bei der Herstellung von glutenfreier Wurst gibt es große Herausforderungen hinsichtlich Textur, Geschmack und Nährwert im Vergleich zu ihren glutenhaltigen Alternativen. In letzteren fungiert Gluten als wichtiges Bindemittel, das für Struktur, Elastizität und Integrität sorgt. Glutenfreie Produkte benötigen jedoch alternative Bindemittel. Die üblicherweise verwendeten Füllstoffe auf Stärkebasis (z. B. Maisstärke oder Reismehl) führen häufig zu einer klebrigen oder brüchigen Textur, veränderten Geschmacksprofilen und einer suboptimalen Proteinverdaulichkeit. Glutenfreie Wurst hat also häufig ein schlechtes Mundgefühl, weniger Saftigkeit und weist eine geringere Bioverfügbarkeit der Proteine auf, was sich sowohl auf die Zufriedenheit der Verbraucher als auch auf die Ernährungsqualität negativ auswirkt. Die Nachfrage nach glutenfreien Lebensmitteln ist in den letzten Jahren drastisch angestiegen. Dieser Anstieg ist auf die Bedürfnisse von Menschen mit Zöliakie und Glutensensitivität zurückzuführen, sowie auch auf eine breitere Verbraucherschicht, die eine glutenfreie Ernährung als gesündere Alternative wahrnimmt und somit präferiert. Diese steigende Nachfrage veranlasst die Lebensmittelhersteller dazu, innovative, glutenfreie Alternativen zu traditionellen glutenhaltigen Produkten wie Brot, Nudeln und verarbeiteten Fleischprodukten zu produzieren. Die Reproduktion der sensorischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften von glutenhaltigen Lebensmitteln, insbesondere von Wurstwaren, bringt allerdings große Herausforderungen mit sich. Mikrobielle Enzyme können als Hilfs- und Zusatzstoffe eingesetzt werden, um die Eigenschaften glutenhaltiger Produkte besser zu reproduzieren. Mikrobielle Enzyme, insbesondere die von Bacillus spp., bieten entscheidende Vorteile gegenüber Alternativen auf Pilz- und Pflanzenbasis und sind daher ideal für industrielle Anwendungen. Mittels Fermentation können sie schnell und großtechnisch hergestellt werden, was niedrige Kosten und eine stabile Versorgung mit sich bringt. Darüber hinaus sind sie meist sehr hitzestabil, so dass sie auch bei Hochtemperaturprozessen wie in der Wurstherstellung funktionsfähig bleiben. Aufgrund ihrer Kosteneffizienz, Stabilität und ihres GRAS-Status (Generally Recognized As Safe) stellen aus Bacillus spp. gewonnene Enzyme eine skalierbare und nachhaltige Lösung für die Lebensmittelverarbeitung dar. In diesem Projekt werden hitzestabile Proteasen sowie α-Amylasen aus Bacillus spp. verwendet, um die oben genannten Probleme bei der Herstellung von glutenfreier Wurst zu verbessern. Mit Hilfe der Proteasen werden Fleischproteine hydrolysiert und komplexe 3 / 9 Strukturen (z. B. Kollagen) in kleinere, besser verdauliche Peptide und Aminosäuren aufgespalten. Es wird erwartet, dass dieser enzymatische Prozess durch eine Erhöhung der Zartheit die Textur veredelt, durch die Freisetzung schmackhafter Aminosäuren den Geschmack verbessert, sowie durch eine verbesserte Bioverfügbarkeit der Proteine den Nährwert erhöht. Gleichzeitig bauen α-Amylasen überschüssige Stärke aus stärkehaltigen Bindemitteln zu einfacheren Zuckern ab, wodurch die Konsistenz der Wurstmasse verbessert, sowie Klebrigkeit und Sprödigkeit verringert werden. Die eingesetzten Enzyme bieten außerdem auch eine nachhaltige Lösung, da sie biologisch abbaubar und umweltfreundlich sind.

Drittmittelprojekt: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 100.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Für fleischverarbeitende Betriebe stellt das Verhindern des Eintrags von Listeria spp. in die Lebensmittelkette nach wie vor eine große Herausforderung dar. Insbesondere die Spezies Listeria (L.) monocytogenes besitzt ein hohes pathogenes Potenzial und gilt als Hauptverursacher der Listeriose. Während sich immunkompetente Personen insgesamt seltener infizieren und nach Erregerexposition häufig keine oder nur milde gastrointestinale Symptome entwickeln, erkranken vulnerable Personengruppen, zu denen beispielsweise Neugeborene, Ältere oder Menschen mit Vorerkrankungen zählen, häufig schwer. Die Erkrankung kann zunächst mit grippeartigen Beschwerden einhergehen und sich infolge septikämischer Verläufe in verschiedenen Organen manifestieren. Hierbei kommt es primär zu einer Erregerabsiedelung im Gehirn (Neurolisteriose) oder in der Plazenta (neonatale Listeriose) mit entsprechenden pathologischen Ausprägungen wie beispielsweise eitrigen Meningoenzephalitiden bzw. Aborten oder neonatalen Sepsen. Je nach individueller Konstitution der betroffenen Patienten, Virulenz des Stammes und aufgenommener Erregerdosis kann eine Infektion mit L. monocytogenes daher mit einer hohen Letalität verbunden sein. Die mikrobiellen Eigenschaften von Listeria spp. bereiten insbesondere fleischverarbeitenden Betrieben erhebliche Schwierigkeiten bei der Reinigung und Desinfektion. So handelt es sich bei den Erregern um weitgehend anspruchslose, Gram-positive Stäbchenbakterien, die auch in nährstoffarmen Substraten überleben. Obwohl die optimale Umgebungstemperatur für das bakterielle Wachstum bei 30 °C liegt, ist eine Vermehrung von Listeria spp. bei regulären Kühltemperaturen aufgrund ihrer psychrotoleranten Eigenschaften möglich. Im Zusammenhang mit Betriebskontrollen werden sie daher nicht selten aus Abflüssen, Gullys oder Wasserpfützen isoliert. Bei den üblicherweise angewendeten Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen finden derartige Nischen häufig nicht ausreichend Beachtung, sodass Listeria spp. von hier aus immer wieder in die Lebensmittelkette eingetragen werden können. Dabei lässt sich der mangelnde Dekontaminationserfolg in vielen Fällen auf bestehende Biofilme zurückführen, welche die Wirksamkeit der angewendeten Chemikalien teilweise oder vollständig verhindern. Gelangen Listerien in das Endprodukt, sind sie aufgrund ihres fakultativ anaeroben Stoffwechsels in der Lage, Lagerungszeiten in Vakuum- oder Schutzgasverpackungen zu überleben. Darüber hinaus ist auch eine Erregervermehrung nicht ausgeschlossen, sofern diese nicht durch bestimmte Kardinalparameter wie Temperatur, pH-Wert oder aw-Wert des Produktes behindert wird. Vor diesem Hintergrund sind insbesondere roh verzehrte Fleischerzeugnisse wie beispielsweise Thüringer Mett oder Rohwurst als Risikolebensmittel einzustufen und von vulnerablen Personengruppen zu meiden. In der Vergangenheit kam es im Zusammenhang mit lebensmittelassoziierten Listeriose-Erkrankungen zu einzelnen Todesfällen, die erhebliches mediales Aufsehen erregt haben. Nachgewiesene Kontaminationen mit L. monocytogenes gehen darüber hinaus immer mit Produktrücknahmen oder öffentlichen Rückrufaktionen einher. Die wirtschaftlichen Schäden durch unverkäufliche Waren, mögliche Betriebsunterbrechungen und den Reputationsverlust der beteiligten Unternehmen können erheblich sein. Für alle betroffenen Lebensmittelunternehmer sind daher effektive Strategien für eine zielführende betriebliche Eigenkontrolle sowie eine erfolgreiche Reinigung und Desinfektion von entscheidender Bedeutung, um den Eintrag von Listeria spp. in die Lebensmittelkette zu verhindern. Aus diesem Grund verfolgt das geplante Projekt den Ansatz, verschiedene Dekontaminationsstrategien auf Basis von UV-C-Bestrahlung und dem Einsatz
von Bakteriozinen mit Bakteriophagen-Depolymerasen anhand eines Biofilmmodells zu etablieren und die Wirksamkeit mithilfe eines an den Nachweis von Listeria spp. in Biofilmen adaptierten, neu entwickelten quantitativen (q)PCR-Assays zu überprüfen. Die qPCR bietet gegenüber kulturellen Standardverfahren zum Nachweis von Listeria spp. einen erheblichen Zeitvorteil und kann vorhandene Erreger ohne Voranreicherung des zu untersuchenden Materials inklusive Probenvorbereitung innerhalb von ca. 2 Stunden detektieren. Im Rahmen des geplanten Projektes werden die Ergebnisse der qPCR wie auch der gemessene Dekontaminationserfolg mithilfe einer begleitend durchgeführten kulturellen Standardanalyse verifiziert. Ziel der Untersuchungen ist es, praktikable Alternativen zur herkömmlichen Dekontamination zu entwickeln sowie ein verlässliches Messinstrument zur Überwachung des Dekontaminationserfolges und der Betriebshygiene in Bezug auf Listeria spp. zu schaffen.

Drittmittelprojekt: MEKUN, 402.984 EUR

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

Projektdetails:
Der Eurasische Fischotter (Lutra lutra) ist ein in Deutschland heimischer Spitzenprädator in Süßwasserhabitaten und nimmt damit eine besondere Stellung in aquatischen Ökosystemen ein. Als Indikatorart für die Belastung von Lebensräumen und die Bedrohung der Biodiversität spielt er eine wichtige Rolle im Natur- und Artenschutz. Historisch kam es im 20. Jahrhundert zu einem massiven Einbruch der Bestände, verursacht durch Lebensraumverlust, Umweltverschmutzung und direkte Verfolgung. Dank gezielter Arten- und Habitat-Schutzmaßnahmen konnten sich die Bestände in Westeuropa, darunter auch in Deutschland, wieder erholen.
Mit dem Wiederanstieg der Populationen geht jedoch ein Wiederaufleben von Nutzungskonflikten einher. Fischotter sind opportunistische Jäger und werden von der Teichwirtschaft und Binnenfischerei vielfach als Nahrungskonkurrent wahrgenommen. Hinzu kommt ein erhebliches Gefährdungspotenzial durch Straßenverkehr, der in Deutschland zu den Haupttodesursachen gehört. Vor diesem Hintergrund gibt es einen erhöhten Bedarf an konkreten Managementmaßnahmen.
In einem vorherigen Projekt konnten durch den Einsatz von Fotofallen und Kotanalysen Erkenntnisse zur Habitatnutzung, zum Nahrungsspektrum und zum Reproduktionspotenzial des Fischotters in Schleswig-Holstein gewonnen werden. Diese Basisdaten belegen die wachsende Bedeutung der Art und zeigen in unterschiedlichen Bereichen Konfliktfelder auf, reichen jedoch nicht aus, um das Konfliktpotenzial mit der Teichwirtschaft und gefährdeten Fischarten sowie das Gefährdungspotenzial durch Straßenquerungen abschließend zu bewerten bzw. mit den Anforderungen des Artenschutzes konforme Lösungsstrategien zu entwickeln.
Ein zentrales Defizit besteht darin, dass individuenbasierte, hochaufgelöste Daten zu Habitatnutzung und Verhalten bislang fehlen. Bisherige Telemetrie-Ansätze waren überwiegend invasiv, oder mit tierschutzrelevanten Risiken durch den Fang und eine Narkotisierung verbunden. Neue nicht-invasive Methoden zur Anbringung von Sendern (z. B. Fellkleber oder klettbasierte Systeme) wurden international erprobt, jedoch bislang nicht in Deutschland oder im Kontext der Konfliktbewertung. Neuste Studien zeigen Möglichkeiten auf, Wildtiere, ohne deren Fang in ihrem natürlichen Habitat zu besendern und somit mehr über deren natürliches Verhalten in Erfahrung zu bringen.
Vor diesem Hintergrund setzt das beantragte Projekt genau an den bestehenden Wissenslücken an: Durch die Entwicklung nicht-invasiver Telemetriemethoden sollen erstmals individuenbasierte Daten zu Habitatnutzung, Konfliktnutzung (Fischteiche) und Straßenquerungen gewonnen werden. Parallel dazu wird die Effektivität akustischer Vergrämungsmaßnahmen in der Teichwirtschaft untersucht. Damit leistet das Vorhaben einen direkten Beitrag zur Entwicklung praxisnaher Managementstrategien, die sowohl den Artenschutzanforderungen als auch den Bedürfnissen der Fischwirtschaft Rechnung tragen.

Drittmittelprojekt: Brigitte und Wolfram Gedek-Stiftung, 25.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Im Rahmen der Forschungsarbeit sollen Schimmelpilze auf verschiedenen schimmelgereiften und nicht-schimmelgereiften pflanzlichen Käsealternativen unmittelbar nach ihrem Kauf charakterisiert werden. Anschließend sollen die pflanzlichen Käsealternativen unter haushaltsnahen Bedingungen gelagert werden. Hierbei sollen sie zum einen mit unmittelbarem Kontakt zum anderen aber auch ohne unmittelbaren Kontakt zu schimmelgereiftem Käse gelagert werden. Auch hier erfolgt anschließend eine Charakterisierung der gewachsenen Schimmelpilze. Zudem werden die pflanzlichen Käsealternativen vor und nach der Lagerung auf Mykotoxine mittels ELISA untersucht.

Drittmittelprojekt: TiHo interne RIU, 610.000 EUR

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

Projektdetails:
Das Projekt untersucht, wie Veränderungen des Darmmikrobioms und mikrobiell gebildete Metaboliten die neuronale Erregbarkeit und den Verlauf einer pharmakoresistenten idiopathischen Epilepsie bei Hunden beeinflussen. Bei betroffenen Hunden werden vor und nach einer fäkalen Mikrobiota-Transplantation (FMT) klinische Daten sowie Kot- und Blutproben erhoben. Durch die Verknüpfung von Mikrobiom-, Metabolom-, Verhaltens- und neuronalen Funktionsdaten soll ein Epilepsie-Dysbiose-Index (eDI) entwickelt werden. Dieser soll krankheitsspezifische Veränderungen erfassen und vorhersagen, welche Hunde auf eine FMT ansprechen. Kandidatenmetaboliten und Fäkalsupernatanten werden zusätzlich an enterischen und sensorischen Neuronen funktionell untersucht. Langfristig soll das Projekt neue Biomarker und therapeutische Ansatzpunkte für die Epilepsiebehandlung identifizieren.

Drittmittelprojekt: Förderverein Bioökonomieforschung (FBF e.V.), 44.000 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
Mit fortschreitender Entwicklung antibiotikumfreier Konservierung von Ebersperma stellt sich die Frage, ob diese auch gegen Leptospiren wirken. Dabei ist festzustellen, dass auch die Wirkung klassischer Antibiotika gegen Leptospiren im konservierten Sperma bisher in der verfügbaren Literatur nicht gezeigt wurde. Der Grund dafür ist, dass Leptospiren spezielle und langwierige Kultivierungsmethoden erfordern. Mit dem neu etablierten Assay wird das Wachstum von Leptospiren bei langzeit-konserviertem Ebersperma untersucht. Insbesondere soll der Einfluss von Gentamicin und Lagerungstemperatur geklärt werden. Letztendlich soll die Wirkung und Notwendigkeit von Antibiotika gegen Leptospiren geprüft werden.

Kooperationspartner:

IVD Gesellschaft für Innovative Veterinärdiagnostik mbH

Kliniken/Institute:
Klinik für Heimtiere Reptilien und Vögel

Projektdetails:
Charakterisierung Darmflora und deren Einfluss aus das Immunsystem bei Reptilien

Drittmittelprojekt: DFG (VIPER GKR)

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie

Projektdetails:
In diesem Projekt soll die Wirkung eines frühen (3 Tage post infectionem [dpi]) und eines späten (8 dpi) adoptiven Transfers von grün (GFP) und rot fluoreszierenden (RFP) T-Zellen auf die Mikroglia-Morphologie und transkriptomische Daten in TMEV-infizierten OT-I und OT-II Mäusen untersucht werden. Der Beitrag von CD8+ und CD4+ T-Zelluntergruppen zur Virusabwehr und zum Verlauf der klinischen Erkrankung wird untersucht, ebenso wie die allgemeine Pathomorphologie und Immunantwort mit besonderem Augenmerk auf die Mikroglia-Morphologie und transkriptomische Daten.

Kooperationspartner:

Institut für Neuroimmunologie und Multiple-Sklerose-Forschung der Universitätsmedizin Göttingen

Drittmittelprojekt: DFG (VIPER GRK)

Kliniken/Institute:
Institut für Pathologie
Institut für Virologie
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Bewegliche Zilien sind Mikrotubuli basierte, haarähnliche Fortsätze auf der luminalen Membran von Atemwegsepithelzellen. Durch kontinuierliche wellenartige Bewegungen, transportieren sie den von Becherzellen sekretierten Schleim ab und tragen somit zur mukoziliären Clearence (MCC) bei. In dieser Funktion sind Zilien tragende Epithelzellen Bestandteil der ersten Verteidigungslinie gegen inhalierte Pathogene. Dysregulierte Zilien haben Langzeiteffekte auf die MCC und sind prädisponierend für weitere Erkrankungen. In ähnlicher Weise spielt das diffuse endokrine System eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit Imbalancen des Respirationstrakts. Die dafür zugrundeliegenden Mechanismen sind weder in verschiedenen Organen noch in der Trachea und im Larynx gut erforscht. Daher wird diese Studie unser Verständnis über Kurzzeit- und möglich Langzeitfolgen einer SARS-CoV-2 Infektion im oberen Respirationstrakt und dem damit verbundenen endokrinen und Nervensystem verbessern.

Kooperationspartner:

Institut für Virologie, Universität Münster,

Department of Microbiology, Immunology and Biochemistry, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, U.S.A (Klaus Schughart),

Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), Braunschweig (Robert Geffers),

Medizinisch Hochschule Hannover (Peter Claus)