Das Projekt "Exploiting contaminant degrading communities for production of novel drugs, activity mining and metabolic network manipulations Synergy between Environmental and Medical Biotechnology" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH.MAGICPAH aims to explore, understand and exploit the catalytic activities of microbial communities involved in the degradation of persistent PAHs. It will integrate (meta-) genomic studies with in-situ activity assessment based on stable isotope probing particularly in complex matrices of different terrestrial and marine environments. PAH degradation under various conditions of bioavailability will be assessed as to improve rational exploitation of the catalytic properties of bacteria for the treatment and prevention of PAH pollution. We will generate a knowledge base not only on the microbial catabolome for biodegradation of PAHs in various impacted environmental settings based on genome gazing, retrieval and characterization of specific enzymes but also on systems related bioavailability of contaminant mixtures. MAGICPAH takes into account the tremendous undiscovered metagenomic resources by the direct retrieval from genome/metagenome libraries and consequent characterization of enzymes through activity screens. These screens will include a highend functional small-molecule fluorescence screening platform and will allow us to directly access novel metabolic reactions followed by their rational exploitation for biocatalysis and the re-construction of biodegradation networks. Results from (meta-) genomic approaches will be correlated with microbial in situ activity assessments, specifically dedicated to identifying key players and key reactions involved in anaerobic PAH metabolism. Key processes for PAH metabolism particularly in marine and composting environments and the kinetics of MAGICPAH aims to explore, understand and exploit the catalytic activities of microbial communities involved in the degradation of persistent PAHs. It will integrate (meta-) genomic studies with in-situ activity assessment based on stable isotope probing particularly in complex matrices of different terrestrial and marine environments. PAH degradation under various conditions of bioavailability will be assessed as to improve rational exploitation of the catalytic properties of bacteria for the treatment and prevention of PAH pollution. We will generate a knowledge base not only on the microbial catabolome for biodegradation of PAHs in various impacted environmental settings based on genome gazing, retrieval and characterization of specific enzymes but also on systems related bioavailability of contaminant mixtures. MAGICPAH takes into account the tremendous undiscovered metagenomic resources by the direct retrieval from genome/metagenome libraries and consequent characterization of enzymes through activity screens. These screens will include a high-end functional small-molecule fluorescence screening platform and will allow us to directly access novel metabolic reactions followed by their rational exploitation for biocatalysis and the re-construction of biodegradation networks. Results from (meta-) genomic approaches will be correlated with microbial in situ activity
Das Projekt "Characterization of different compacted wheel tracks by means of microbial properties in a forested site" wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft.Soil compaction caused by passage of logging machinery reduces the soil air capacity. Changed abiotic factors might induce a change in the soil microbial community and favour organisms capable of tolerating anoxic conditions. Aerated soils that are shifted to anoxia can produce the greenhouse gases methane and N2O. For example, methanogenesis is the dominating electron-accepting process during the anaerobic oxidation of organic matter. Thus, the prolonged compaction of forest soils might enhance greenhouse gas-producing microbial activities and lead to a gradual, quantitative shift in the occurrence and activities of associated prokaryotes. This shift might be of general importance, because heavy machinery is increasingly used for logging activities. Aims: The goals of this study were to resolve differences between soil microbial communities obtained from wheel-tracks (i.e. compacted) and their adjacent undisturbed sites, and to evaluate differences in potential anaerobic microbial activities of these contrasting soils. Special emphasis will be given to organisms which are responsible for the production of greenhouse gases (nitrous oxide, methane) after soil compaction. Methods: Characterization of microbial communities with molecular tools (T-RFLP fingerprinting, DGGE, cloning and sequencing); Quantification of functional genes (quantitative PCR); Soil Microbial Measurements (C-mineralization, respiration, microbial biomass C).
Das Projekt "Aquabase, Einfluss der Klärschlamm Prozessierung auf das Schicksal von Nonylphenol in klärschlammbehandelten Böden" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik.Lipophile endokrin wirksame Chemikalien, z.B. synthetische Kontrazeptiva, reichern sich im bei der Abwasserbehandlung entstehenden Klärschlamm an. Wird dieser Klärschlamm als Dünger landwirtschaftlich genutzter Flächen verwendet, besteht die Gefahr, dass die Fremdstoffe aus dem Boden durch Run-off ausgetragen oder von Pflanzen aufgenommen wird. Aufgrund der verschiedenen Aufarbeitungsschritte des Klärschlamms - Stabilisierung, Konditionierung, Entwässerung, Entpathogenisierung - entstehen Klärschlämme, die sich in ihren physikochemischen Eigenschaften (Mineralgehalt, pH, Fein- und Grobstruktur) und in ihrem Gehalt an Kontaminanten unterscheiden können. Bei der Verwendung dieser Schlämme als Dünger können sich die darin enthaltenen Kontaminanten bezüglich ihres Abbau- und Transpoirtverhaltens sowie der Bioverfügbarkeit unterschiedlich verhalten. In diesem Projekt wird das Umweltverhalten ausgewählter Umweltchemikalien in Klärschlämmen in Abhängigkeit von deren Prozessierung und Aufarbeitung untersucht.
Das Projekt "Ökotoxikologische Charakterisierung von Nonylphenol Isomeren" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Lehr- und Forschungsgebiet Ökosystemanalyse (ESA).In der Europäischen Union sind zurzeit ca. 100 000 unterschiedliche Chemikalien registriert. Eine Risikoabschätzung existiert dabei erst für ca. 2700 neu registrierte Chemikalien. Aufgrund der hohen Anzahl ist es nicht möglich, innerhalb vertretbarerer Zeit, alle Substanzen auf ihre ökotoxikologische Relevanz hin zu testen. Um eine möglichst gute Risiko-Analyse mit geringer Datenbasis durchzführen, müssen die Mechanismen, die hinter der Wirkung von Substanzen stehen, verstanden sein. In dieser Arbeit wurde anhand von sechs Nonylphenol-Isomeren, mit sehr ähnlicher chemische Struktur, untersucht inwieweit Struktur-Wirkungsbeziehung für unspezifische Toxizität und estrogene Potenz möglich sind. Im Daphnien-Immobilisations-Test und im Wasserlinsen-Wachstums-Hemmtest zeigten sich keine Unterschiede für die toxische Wirkung zwischen den untersuchten Isomeren. Für Daphnia magna wurde eine größenabhängige Sensitivität für Nonylphenol (p-NP) gefunden, wobei Neonate (unter 24 h) die höchste Sensitivität zeigten. Die estrogene Potenz der p-NP-Isomere wurde im MVLN-Reportergen-Assay untersucht. Es wurden große Unterschiede in der estrogenen Potenz der Isomere gefunden. Während p353-NP eine ähnliche estrogene Potenz wie das p-NP Gemisch aufwies, zeigten andere Isomere (p262-NP, p22-NP) keine estrogene Potenz im MVLN-Reportergen-Assay. Mischungen aus mehreren Isomeren und einzelnen Isomeren mit 17ß-Estradiol legen die Vermutung nahe, dass auch die inaktiven Isomere mit dem Estrogen-Rezeptor interagieren. In einem Estrogen-Rezeptor Bindungsassay konnte definitiv gezeigt werden, dass alle Isomere an die Liganden-Bindungsstelle des Estrogen-Rezeptors binden. Die Mischung p-NP zeigt also sowohl estrogene als auch antiestrogene Wirkungsarten. Es erscheint also sinnvoll bei der Betrachtung dieser speziellen Wirkungsart zwischen den einzelnen Isomeren zu unterscheiden. Um die größenabhängige Sensitivität für Daphnia magna zu erklären wurden Biokonzentrationsversuche mit radioaktiv markiertem p353-NP durchgeführt. Bei der Betrachtung der Gesamtradioaktivität wurde der Gleichgewichtszustand nach 48 h erreicht, wohingegen die Konzentration an p353-NP, gemessen mit Radio-HPLC, in den Daphnien bereits nach 12 h reduziert wurde. Für adulte Daphnien lag der BCF von p353-NP wesentlich niedriger, als die Abschätzung der Gesamtradioaktivität und die Vorhersage über QSAR vermuten ließ. Neonate Daphnien (unter 24 h) zeigten einen wesentlich höheren BCF bezogen auf die Gesamtradioaktivität. Die Biokonzentration von p353-NP korrelierte mit dem Gewicht der untersuchten Daphnien. Es wurde ein größenabhängiges Ein-Kompartiment-Modell für die Darstellung der Gesamtradioaktivität und der p353-NP Konzentration entwickelt. Mit diesem Modell ließ sich die Biokonzentration für alle Daphnien zu allen Zeitpunkten beschreiben. Ein Vergleich der Biokonzentration von ungefütterten und gefütterten Daphnien ergab keinen Unterschied. Biomagnifikationsversuche mit vorher kontaminierten Algen u.s.w.