Forschung

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung über Projektträger Jülich/Forschungszentrum Jülich GmbH, Rostock, 443.773 EUR

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

Projektdetails:
Der Lebensraum mariner Säugetiere ist stark durch anthropogene Nutzungen in Nord- und Ostsee geprägt. Marine Säugetiere reagieren empfindlich auf Stressoren, wie den Schiffsverkehr, den Ausbau der Offshore-Windenergie, die Verschmutzung oder die Fischerei. Diese Aktivitäten können zu einer Degradierung des Lebensraums für Meeressäuger führen, da es häufig zu Habitatverlusten oder Zerschneidungen kommt.
Das in der ersten Phase von CoastalFutures entwickelte interdisziplinäre und skalenübergreifende End-to-End (E2E) Modellsystem wird in der zweiten Phase erweitert, um das Vorkommen mariner Säugetiere unter verschiedenen Zukunftsszenarien zu modellieren. Dieses neuartige Werkzeug bietet nun die Möglichkeit, die Auswirkungen des Klimawandels und anthropogener Aktivitäten auf Indikatorarten durch die Generierung einer virtuellen Umgebung zu untersuchen. So können in Phase II erstmals Simulationen zur Wirksamkeit verschiedener Managementmaßnahmen zum Schutz und Erhalt von Meeressäugerpopulationen durchgeführt und damit Handlungswissen zur Implementierung politischer Entscheidungen bereitgestellt werden. Mittels multifaktorieller Bewertung wird der Einfluss des Unterwasserlärms auf Seehunde infolge des Ausbaus der Offshore-Windfarmen (?-WFs) auf Populationsniveau abgeschätzt. Hierbei werden Tierbewegungsmodelle um Aspekte der Tierphysiologie erweitert, sodass Effekte auf das Energiebudget integriert werden können, während zusätzlich die Auswirkungen weiterer Stressoren und Managementmaßnahmen unter Berücksichtigung zukünftiger Klimabedingungen betrachtet werden. Zudem werden potenzielle Auswirkungen, wie die Rolle von OWFs als künstliche Riffe und die Lärmauswirkungen auf marine Säugetiere, analysiert und bewertet, um negative und positive Effekte zu erforschen. Dies wiederum führt zu einer quantitativen Einschätzung der Nahrungs und Lebensgrundlage für marine Säugetiere sowie der Belastung durch Stressoren in den Meeresschutzgebieten.

Kooperationspartner:

-Helmholtz-Zentrum Hereon, Institute of Coastal Systems - Analysis and Modeling

-Leibniz Institute for Baltic Sea Research, Warnemünde

-Technische Universität Braunschweig, Leichtweiß-Institute for Hydraulic Engineering and Water Resources

-Thünen-Institut (TI für Seefischerei, TI für Ostseefischerei)

-Leibniz Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut

-Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven

-Technische Universität Hamburg, Institute of River and Coastal Engineering

Assoziierte Partner:

-Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie

-Deutscher Wetterdienst

-Bundesanstalt für Wasserbau

- Bundesamt für Naturschutz

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: Landwirtschaftskammer Niedersachen , 227.674 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierhygiene Tierschutz und Nutztierethologie

Projektdetails:
Seit der Abschaffung der Käfighaltung in Deutschland 2010 werden viele Legehennen in alternativen Haltungsformen mit Freilandzugang gehalten. In Niedersachsen leben ca. 23 % der Legehennen in konventioneller Freilandhaltung und ca. 16 % in ökologischer Haltung. Besonders dort steigt der Druck durch Darmparasiten, da sich Wurmeier im Auslauf anreichern und nur begrenzte Biosicherheitsmaßnahmen zur Verfügung stehen.
Ein Wurmbefall kann zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen, zu Leistungseinbußen, Magen-Darm-Schäden und im schlimmsten Fall zum Tod der Tiere führen. Die effiziente Wurmbekämpfung bei Legehennen stellt vor allem Freiland- und Ökobetriebe vor eine große Herausforderung, der es mit einer strategischen Planung, gezielten Maßnahmen und anschließender Erfolgskontrolle zu begegnen gilt.
Das Projekt "WURM-Frei" beschäftigt sich mit alternativen Maßnahmen zur Reduzierung des Wurmbefalls in Legehennenbeständen mit Freilandzugang. Über die Projektlaufzeit von 3 Jahren werden 50 Herden für je einen Produktionsdurchgang begleitet. Durch die kontinuierliche Erfassung von Managementmaßnahmen und der regelmäßigen Kontrolle der Parasitenbelastung, sollen Rückschlüsse auf die Effektivität verschiedener betriebsindividueller Maßnahmen getroffen werden.
Im Zuge des Projektes wird zudem eine Web-Anwendung entwickelt, die es Legehennenhaltern und - halterinnen zukünftig erleichtert, das Risiko für eine erhöhte Wurmbelastung in ihren Herden zu identifizieren und effektiv Gegenmaßnahmen einzuleiten.

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

Drittmittelprojekt: Else Kröner-Fresenius-Stiftung, 170.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Pharmakologie Toxikologie und Pharmazie

Projektdetails:
In diesem Projekt wird ein Wirkstoffkandidat getestet, welcher die alpha-synuclein Pathologie in einem Tiermodell für die Parkinson Krankheit reduzieren soll.

Kooperationspartner:

Prof. Rossner, Paul Flechsig Institut für Hirnforschung, Universität Leipzig

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

Drittmittelprojekt: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 70.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Das Konsumverhalten unserer Gesellschaft befindet im Wandel, wobei die vegetarische sowie die vegane Ernährungsweise stetig an Beliebtheit gewinnt. Dies führte zu einem deutlichen Produktionsanstieg von vegetarischen und veganen Wurst- und Fleischalternativen in Deutschland. Mittlerweile werden diverse Ersatzprodukte auf Basis von pflanzlichen Proteinquellen angeboten. Mit der verstärkten Produktion steigt jedoch auch die lebensmittelhygienische Relevanz. Im Hinblick auf die Verbrauchergesundheit müssen auch vegetarische und vegane Ersatzprodukte eine einwandfreie mikrobiologische Qualität aufweisen. Zurzeit gibt es allerdings keine eindeutigen gesetzlichen Vorgaben zur Beurteilung mikrobiologischer Parameter dieser Produkte. Auch wissenschaftlich wurde dieses Thema bis dato wenig bearbeitet und es liegen nur vereinzelte Studien zur mikrobiologischen Qualität von veganem Hackfleisch oder anderer ausgewählter vegetarischer und veganer Fleischalternativen vor. Nur einzelne Arbeiten widmeten sich bis jetzt dem mikrobiologischen Wachstum im Verlauf der Haltbarkeit der Produkte. Ein direkter Vergleich zu konventionellen Wurst- und Fleischprodukten fand bisher kaum statt.
Die Aufgabe dieses Projekts ist es zunächst, einen Überblick über die mikrobiologische Beschaffenheit von kommerziell erhältlichen vegetarischen und veganen Wurst- und Fleischersatzprodukte zu erhalten. Außerdem soll eine Datenbasis zu Persistenz und Vermehrung von pathogenen Keimen in diesen Produkten über die gesamte Haltbarkeitsdauer aufgebaut werden. Auf diese Weise können Grundlagen für mikrobiologische Richt-, Warn-, und Grenzwerte sowie für die Bewertung des Gesundheitsrisikos der Produkte geschaffen werden. Vor allem werden Unterschiede und Gemeinsamkeiten im Vergleich zu konventionellen Wurst- und Fleischprodukten herausgearbeitet. Sind die pflanzenbasierten Alternativen grundsätzlich mehr oder weniger stark keimbelastet als konventionelle Produkte? Welche (pathogenen) Keime sind in den Alternativen zu erwarten? Wie stellen sich Überleben, Persistenz und Wachstumsrate ausgewählter pathogener Keime in den Alternativen im Vergleich zu konventionellen Wurst- und Fleischprodukten dar? Diese lebensmittelhygienisch zentralen Punkte werden in dem beantragten Projekt bearbeitet.

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: DFG, 482.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin
Institut für Biochemie

Projektdetails:
Streptococcus suis kolonisiert häufig den oberen Respirationstrakt von Schweinen, kann aber auch schwere systemische Erkrankungen, wie Meningitis und Septikämie, verursachen. Die Pathogenese einer S. suis-Infektion sowie die Rolle der Virulenzfaktoren, vor allem des Poren-bildenden Toxins Suilysin (SLY) und der D-Alanin-D-Alanyl-Carrier-Ligase (DltA), sind nach wie vor nicht vollständig geklärt. Bislang weiß man, dass SLY verschiedene Wirtszellen durch Porenbildung schädigt und eine entzündliche Immunantwort auslöst. Die D-Alanylierung von Lipoteichonsäuren in der Zellwand durch DltA macht S. suis widerstandsfähiger gegenüber antimikrobiellen Peptiden (AMPs) und der Phagozytose durch Neutrophile.
Unser Ziel ist es, die Rolle von SLY und DltA während der Kolonisierung des porzinen Atemtraktes durch S. suis, seiner Ausbreitung über den Blutkreislauf und der Invasion des Zentralnervensystems zu klären. Dabei werden wir uns auf ihren Einfluss auf die Interaktion zwischen Monozyten/Makrophagen und Neutrophilen fokussieren. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Wirtskompartimente die Expression von sly und dltA unterschiedlich beeinflussen und umgekehrt, dass SLY und DltA die angeborene Immunantwort des Wirtes beeinflussen, indem sie die Interaktion zwischen den Immunzellen modulieren und so zum Schutz von S. suis vor Abwehrmechanismen des Immunsystems beitragen.
Um dies zu untersuchen, werden wir komplexe Zellkultursysteme verwenden, die die drei Hauptkompartimente des Wirtes sehr genau nachbilden: eine Co-Kultur von ausdifferenzierten primären porzinen respiratorischen Epithelzellen und Alveolarmakrophagen, porzine Präzisionslungenschnitte, ein rekonstituiertes Vollblut-System und das Blut-Zerebrospinalflüssigkeit-Barriere-Modell. Diese Modelle werden mit einem S. suis Serotyp 2 Wildtyp-Stamm (wt), den isogenen Deletionsmutanten Δsly, ΔdltA und ΔdltAΔsly, sowie den entsprechenden komplementierten Mutanten infiziert.
Zunächst werden wir die sly- und dltA-Expression in den drei Kompartimenten mittels quantitativer real time-PCR und Western Blotting analysieren. Danach werden wir die Antwort der Monozyten/Makrophagen und Neutrophilen auf eine Infektion mit dem S. suis wt und den jeweiligen Mutanten untersuchen. Dabei werden wir uns auf die Bildung von Neutrophil Extracellular Traps und reaktiven Sauerstoffspezies, die Phagozytoseaktivität und die Freisetzung von bestimmten Zytokinen und AMPs konzentrieren. Zum Schluss werden wir untersuchen, wie infizierte Monozyten/Makrophagen Neutrophile, im Hinblick auf ihr Transmigrationsverhalten, ihre Phagozytoseaktivität und ihre Immunreaktion, beeinflussen und umgekehrt.
Die genauere Untersuchung der angeborenen Immunantwort auf eine Infektion mit S. suis in den drei unterschiedlichen Wirtskompartimenten wird uns ein besseres Verständnis darüber vermitteln, wie sich S. suis von einem harmlosen Kommensalen zu einem invasiven Erreger entwickeln kann und welche Rolle dabei SLY und DltA spielen.

Kooperationspartner:

Dr. Sophie Öhlmann (Institut für Bakteriologie und Mykologie, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig)