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Teilprojekt 9

Das Projekt "Teilprojekt 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften durchgeführt. Konstruktion von Hefen zur C5-Zuckervergärung zur Produktion von Bioethanol und Malat/Fumarat Zur Produktion von Lignozellulose-Ethanol sollen rekombinante Pentose-vergärende Hefen für den industriellen Einsatz konstruiert werden. Hierfür soll das bestehende Know-how auf so genannte Industriehefestämme übertragen werden, welche sich durch eine deutlich höhere Robustheit, Stabilität und Produktivität gegenüber Laborstämmen auszeichnen. Die neuen Hefestämme sollen unter industriellen Bedingungen getestet und durch evolutive Strategien an diese weiter angepasst werden. Neben der Produktion von Bioethanol soll die Produktion von Malat und Fumarat als aus Biomasse herstellbare Funktionsbausteine ('Building Blocks') für chemische Synthesen entwickelt werden. Dazu sollen rekombinante Hefestämme hergestellt werden, die anstelle von Ethanol diese beiden Dicarbonsäuren produzieren. Dazu werden die Hefen mittel der Methoden des Metabolic und Evolutionary Engineerings genetisch modifiziert. Die Produktion von Malat bzw. Fumarat soll mit der Verwertung von Pentosezuckern und der Fermentation von lignocellulosischen Hydrolysaten kombiniert werden.

Analyse der 5'und 3'nicht kodierenden Regionen des Cherry leaf roll virus

Das Projekt "Analyse der 5'und 3'nicht kodierenden Regionen des Cherry leaf roll virus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Department für Nutzpflanzen- und Tierwissenschaften, Fachgebiet Phytomedizin durchgeführt. Die genetische Heterogenität von Cherry leaf roll virus (CLRV) Isolaten wird grundsätzlich, jedoch nicht ausschließlich, durch die Wirtspflanzenart bestimmt. Zum Beispiel deutet die unterschiedliche phylogenetische Gruppierung eines Himbeer-Isolats nach Analyse verschiedener Genombereiche auf genetische Rekombinationen zwischen CLRV-Isolaten hin, die möglicherweise eine erhöhte Virulenz von CLRV bedingen. Rekombinationsanalysen sollen Hinweise darauf geben, ob die genetische Organisation des Himbeer-Isolates gegenüber anderen CLRV-Isolaten bzw. die RNA-Population innerhalb dieses Isolates hinsichtlich ihrer Sequenz-Stabilität differiert. Das CLRV besitzt ein bipartites Genom mit zwei 3'polyadenylierten RNAs, deren offene Leserahmen am 5' und 3'Terminus jeweils durch eine nicht-kodierende Region (NCR) begrenzt werden. Die Translation der beiden RNAs erfolgt Cap-unabhängig, die Regulationsmechanismen sind aber bisher nicht bekannt. Vermutlich spielen hierbei die nicht kodierenden Regionen der beiden RNAs eine wichtige Rolle, die daher auf ihre Sekundärstrukturbildung und auf translationsassoziierte Sequenzmotive, wie sie für andere Viren bekannt sind, untersucht werden sollen, um ein CLRV-Translationsmodell zu erstellen.

ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2

Das Projekt "ERA-IB7 - OBAC: Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Die Einsatzmöglichkeiten der Gasfermentationstechnologie und die Verwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) als Rohstoff bieten umweltfreundliche Alternativen im Sinne der Wiederaufbereitung von energie- und kohlenstoffreichen Abfallgasen aus der Industrie. Die mikrobielle Fixierung und Umwandlung von CO2 in biologisch hergestellte Rohstoffe ermöglicht zudem die Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen. Die besondere Gruppe der autotrophen acetogenen Bakterien betreibt einen Fermentationsprozess, der unabhängig von Licht und Sauerstoff ist. Die Energieträger, welche diese Bakterien nutzen, um CO2 zu verwerten, sind Wasserstoff oder Kohlenmonoxid oder eine Mischung aus beiden Energieträgern (Synthesegase). Das Ziel dieses Vorhabens ist die gentechnische Herstellung rekombinanter acetogener Bakterienstämme, welche derzeitige energetische Barrieren überwinden und erhöhte Wachstumsraten und Produktionsleistungen während der Gasfermentation erreichen. Diese optimierten Stämme werden anschließend für eine heterologe Acetonproduktion genutzt. Das Vorhaben ist in aufeinander aufbauende Arbeitspakete gegliedert, in denen rekombinante acetogene Bakterienstämme mittels gentechnischer Methoden hergestellt werden. Zum einen werden Stämme konstruiert, die zusätzlich auf einem Expressions-plasmid die Gene des ech-Clusters tragen. Zum anderen werden Stämme hergestellt, welche die met-Gene plasmidcodiert exprimieren. Die Durchführung der notwendigen Arbeiten erfolgt wie in der Vorhabensbeschreibung geschildert. Die verifizierten rekombinanten acetogenen Bakterienstämme werden an die Verbundpartner (1, 3 und 4) zur weiteren Bearbeitung verschickt. Die besten Stämme werden daraufhin weiter gentechnisch modifiziert und für eine heterologe Acetonproduktion optimiert. Der in der Vorhabensbeschreibung definierte Arbeitsplan sieht das Erreichen von drei Meilensteinen sowie drei Pflichtergebnissen (engl., Deliverables) vor.

Teilprojekt: Etablierung einer Gene Targeting Technik bei Pflanzen

Das Projekt "Teilprojekt: Etablierung einer Gene Targeting Technik bei Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Botanisches Institut, Molekularbiologie und Biochemie durchgeführt. Das Ziel des hier beschriebenen Vorhabens ist die Etablierung eines Systems zur effizienten sequenzspezifischen Transgen-Integration ('Gene Targeting', GT) ins Pflanzengenom. Trotz vielfältiger Ansätze ist es bis heute nicht gelungen, in Pflanzen eine Technik zu etablieren, mit deren Hilfe durch homologe Rekombination (HR) jedes beliebige Gen effizient modifiziert werden kann bzw. spezifisch Sequenzen an jeder gewollten Stelle im Genom integriert werden können. In verschiedenen Arbeiten an Arabidopsis konnte bisher gezeigt werden, dass die Überexpression von Proteinen aus E. coli bzw. Hefe, welche in die homologe Rekombination involviert sind, zu einem Anstieg der HR und in einem Fall auch zu einer Verbesserung der 'Gene Targeting' - Frequenz führen. Durch unsere bisherigen Arbeiten konnten wir in Pflanzen Homologe von Genen (BRCA1, BARD1 und BRCA2) charakterisieren, die beim Menschen als Brustkrebs- Suppressoren wirken und konnten zeigen, dass ihr Ausfall in Arabidopsis jeweils zu einer starken Reduktion der intrachromosomalen homologen Rekombination in somatischen Zellen führt. Ziel ist es nun, durch Überexpression dieser Proteine - allein oder in Kombination - eine Zunahme der homologen Rekombination über das in Wildtyp-Pflanzen normale Maß hinaus zu erzielen, um damit die Effizienz der sequenzspezifischen homologen Integration von DNA ins Pflanzengenom insoweit zu verbessern, dass diese als Routinetechnik genutzt werden kann.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Phytowelt GreenTechnologies GmbH durchgeführt. P450 Monooxygenasen spielen eine Schlüsselrolle bei der Synthese vieler wichtiger bioaktiver Naturstoffe. Bei Redoxreaktionen mit P450 Monooxygenasen ist neben der Aktivität, Stabilität und Selektivität der Enzyme insbesondere der Bedarf an teuren Cofaktoren zu berücksichtigen, insbesondere wenn NADPH oder NADH als 'Elektronenquelle' in zellfreien Systemen eingesetzt werden. Im Fokus der Arbeiten des Konsortiums steht daher die Realisierung der Ankopplung pflanzlicher Monooxygenasen an einen artifiziellen elektrochemischen und/oder lichtgetriebenen Elektronentransfer. Damit werden die Fragestellungen Substitution der natürlichen Redoxpartner und die kostengünstige Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten adressiert. Im Rahmen des Gesamtprojektes sollen die Arbeiten dazu beitragen neuartige biokatalytische Prozesse mit pflanzlichen P450 Monooxygenasen zu ermöglichen. Die Arbeiten der Phytowelt GreenTechnologies GmbH umfassen: a) Identifizierung von geeigneten Genen mit unter Anwendung des phytomining Tools b) Klonierung und rekombinante Expression der Gene in E.coli und Pflanzen c) Systemoptimierung d) Funktionalisierung der Mediatioren in Enzymassays e) Rekombinaten Expression der LHCII und Coexpression den pflanzlicher Monopoxygenasen unter den vorher festgelegten Bedingungen

Biologische Sicherheit bei der Nutzung der Gentechnik

Das Projekt "Biologische Sicherheit bei der Nutzung der Gentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. An verschiedenen Beispielen (Zellkulturen, 'nackte' DNA, Virusresistenz, Shuttle-Vektoren, Marker-Gene) werden die Risikopotentiale der Gentechnik und die risikorelevanten Wissensluecken aufgezeigt. Daraus werden eine inhaltliche und organisatorische Gesamtkonzeption fuer die Gentechnik-Sicherheitsforschung in der Bundesrepublik entwickelt sowie die Konsequenzen fuer eine Novelierung der Gentechnikgesetzes formuliert

Teilprojekt 2: Auswirkungen auf Maiszuensler

Das Projekt "Teilprojekt 2: Auswirkungen auf Maiszuensler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Die Minimierung der Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel sowie die Absicherung bestehender und die Entwicklung neuer Pflanzenschutzverfahren fuer den oekologischen Landbau stellen bedeutende Herausforderung fuer die Entwicklung nachhaltiger Landbewirtschaftungssysteme dar. Transgene Kulturpflanzen als Ergebnis innovativer Pflanzenzuechtung werden in diesem Zusammenhang kontrovers diskutiert. Dieses Projekt erarbeitet Voraussetzung fuer das Biomonitoring der Anpassung des Maiszuenslers an Bacillus thuringiensis-Mais. Im Mittelpunkt der dreijaehrigen Untersuchungen an Standorten in Sueddeutschland und im Oderbruch stehen eine Satus-quo-'Analyse' bezueglich der aktuellen Sensibilitaet von Maiszuenslerpopulationen gegen Bt-Toxine, eine genetische Differenzierung von Rassen und Populationen, das Auffinden und Charakterisieren von Resistenzgenen sowie die Entwicklung eines Simulationsmodells zur Unterstuetzung des Resistenzmanagements.

Monitoring von gentechnisch veraenderten Vektoren und Viren

Das Projekt "Monitoring von gentechnisch veraenderten Vektoren und Viren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert-Koch-Institut durchgeführt. Genetisch veraenderte Viren (GVV) werden zunehmend als Lebendimpfstoffe gegen Tierseuchen benutzt, und sie bekommen Bedeutung als Vektoren fuer den Gentransfer. Hierzu werden sie nach Gentechnikrecht freigesetzt und in Verkehr gebracht. Genetisch veraenderte Poxviren wurden zur Bekaempfung der Fuchstollwut in Frankreich, Belgien und Luxemburg bereits grossflaechig ueber mehrere Jahre ausgebracht und sind in diesen Laendern im Verkehr. Genetisch veraenderte animale Herpesviren sind sowohl in der Europaeischen Union als auch in groesserer Zahl in den USA bereits in Verkehr. Die Entwicklung rekombinanter viraler Lebendimpfstoffe fuer den Menschen ist bereits vorangeschritten. Auch fuer die Gentherapie am Menschen werden virale Vektoren eingesetzt, ein zunehmender Einsatz ist zu erwarten. Erkrankungen auf Grund von Impfdurchbruechen von attenuierten Viren als Lebendimpfstoffen sind zwar selten, aber bekannt. Auch fuer GVV ist dies nicht ausgeschlossen. Fuer diagnostische Zwecke, epidemiologische Untersuchungen und amtliche Ueberwachung werden geeignete Methoden benoetigt, die eine Differenzierung genetisch veraenderter Viren von Wildtypviren erlauben. Methoden, die eine solche Differenzierung durch molekulargenetische Feinanalyse erlauben, existieren (Polymerase Kettenreaktion (PCR), Southern Blot, Sequenzierung). Sie muessen jedoch fuer die vorliegenden Fragestellungen etabliert, angepasst und optimiert werden - analog zu Referenzmethoden fuer den Nachweis herkoemmlicher Erreger. Methoden wurden zunaechst fuer Herpesviren erprobt, da hier die internationale Entwicklung am weitesten vorangeschritten ist. Der erste experimentelle Schwerpunkt richtete sich auf die Identifizierung von Wildtyp-Herpesviren, der zweite auf Verfahren zur spezifischen Darstellung von genetischen Veraenderungen.

Untersuchungen zur Bedeutung der Wildbienen fuer die Uebertragung und Verbreitung von rekombinanten Genen aus herbizidresistentem Raps

Das Projekt "Untersuchungen zur Bedeutung der Wildbienen fuer die Uebertragung und Verbreitung von rekombinanten Genen aus herbizidresistentem Raps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist es, die Bedeutung von Wildbienen fuer die unkontrollierte Ausbreitung von gentechnisch veraenderten Pflanzen zu ermitteln. Am Beispiel der Honigbiene und zwei Wildbienen-Arten, die als Vektoren fuer Rapspollen identifiziert wurden, soll untersucht werden, ob es im Darm der Tiere zu Wechselwirkungen zwischen Pollen und Darmmikroorganismen, insbesondere zum Gentransfer, kommen kann. Die Untersuchungen beziehen sich ausschliesslich auf Freilandstudien beim Anbau von Herbizid-resistentem Raps (Liberty Link; Basta). Die Ergebnisse aus dem Verbundvorhaben der Bundesforschungsanstalt fuer Landwirtschaft und der Biologischen Bundesanstalt sollen einen Beitrag leisten, Sicherheitskriterien zu definieren, die als Voraussetzung fuer eine oekologisch unbedenkliche Nutzung gentechnisch veraenderter Pflanzen in der Landwirtschaft angewandt werden koennen.

Risikobewertung fuer das Freisetzen von Streptomycetes in der Umwelt

Das Projekt "Risikobewertung fuer das Freisetzen von Streptomycetes in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Bodenmechanik und Grundbau durchgeführt.

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