Modelle für genetische Variabilität und die Evolution von Antibiotikaresistenzen in der aquatischen Umwelt

Description: Der horizontale Gentransfer (HGT) zwischen Bakterien gilt als einer der wesentlichen Mechanismen für die Verbreitung von Antibiotikaresistenzgenen. Das Ziel des Projektes ist es diesen Pfad der Verbreitung von Antibiotikaresistenzen in Abwassersystemen zu evaluieren. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden auf aquatische Ökosysteme, welche von Abwässern beeinflusst sind extrapoliert. Hierzu werden Mikro- und Mesokosmenversuche durchgeführt, welche Abwassersysteme nachempfinden. Die Experimente werden mit innovativen molekularen Methoden untersucht und durch zwei anspruchsvolle Modellieransätze ergänzt. Der erste Ansatz ist ein Gujer matrix basiertes Belebtschlammmodell. Der Zweite ist ein Individuen basiertes Model, welches den HGT im Biofilm beschreibt. Diese Modelle werden uns helfen ein tieferes Prozessverständnis zu erlangen und erlauben Vorhersagen bezüglich der Dynamiken gefährlicher genetischer Veränderungen in der Umwelt. Insbesondere testen wir die Hypothese, dass genetisch veränderte Bakterien (aus klinischer Herkunft) und Antibiotika den HGT katalysieren und dass bestimmte Umweltfaktoren solche genetischen Modifikationen begünstigen. Weiterhin werden wir testen wie diese Umweltfaktoren den HGT in einfachen Laborkläranlagensystemen reduzieren. Da sich die beteiligten Projektpartner gemeinsam auf diese Hypothesen fokussieren, werden die vorhandenen Kompetenzen hinsichtlich der Prozessanalysen genetischer Veränderungen in der Umwelt vertieft und gestärkt. Daraus wird ein konkurrenzfähiges Konsortium an der Technischen Universität Dresden geformt, welches sich mit einer zweifellos wesentlichen wissenschaftlichen Fragestellung unserer Zukunft beschäftigt.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Antibiotikum ? Belebtschlammverfahren ? Dresden ? Antibiotikaresistenz ? Bakteriologie ? Biofilmreaktor ? Kläranlage ? Schadstoffwirkung ? Umweltschaden ? Biofilm ? Prognose ? Bakterien ? Krankenhaus ? Abwasser ? Abwasseranlage ? Berechnungsverfahren ? Bewertung ? Biotest ? Hochrechnung ? Modellversuch ? Aquatisches Ökosystem ? Ökosystemmodell ? Systemanalyse ? Umweltmodell ? Laborversuch ? Minderungspotenzial ? Modellierung ? Prozesskettenanalyse ? Versuchsanlage ? Mehrfachnutzung ? Ökologischer Faktor ? Genetische Variation ? Umweltveränderung ? Evolution ? Bakterienkonjugation ? Katalyse ? horizontal gene transfer ? Gentransfer ? Ausbreitungsvorgang ?

Region: Saxony

Bounding boxes: 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
• Technische Universität Dresden (Mitwirkung)
• Technische Universität Dresden (Finanzielle Förderung)
• Technische Universität Dresden (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2014-01-01 - 2016-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Models for genomic alterations and the evolution of antibiotic resistance in aquatic environments
  Description: The objective of the proposed project is to evaluate the antibiotic resistance associated horizontal gene transfer in sewage systems and will use the results as proxy for other freshwater ecosystems. It will apply a highly comprehensive set of microcosm and mesocosm experiments mimicking sewage environments and state of the art molecular approaches. These experiments will assist the application and further development of two sophisticated modeling approaches (i) well established activated sludge models (ASM) employing a Gujer matrix and (ii) individual based models describing horizontal gene transfer between bacterial biofilms in order to further our process understanding and eventually predict the dynamics of harmful genomic alterations in the environment. Specifically, it will test the hypothesis that genomically modified bacteria (of clinical origin) and antibiotics will catalyze horizontal gene transfer and genomic modifications in the environment under certain ecological conditions and (b) test how alterations of these ecological settings will reduce the horizontal gene transfer in simple laboratory sewage systems (as a proxy for wastewater treatment plants or other freshwater systems). As the project partner focus together on these hypotheses a major outcome of this project is the adaptation and strengthening of the existing competences with respect to the process analysis of genomic alterations in an environmental context. This will enable the project partners to join with partners within the school Bau und Umwelt and beyond this school in order to form a competitive consortium at the TU Dresden. This way the TU Dresden could take the lead in a modern and visionary future oriented research topic, which undoubtedly will become one of the major research questions not only in environmental sciences. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1059613

Status

Aktiv

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