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s/injektion/Infektion/gi

Carbon acquisition during pathogenic development of Ustilago maydis and Colletotrichum graminicola

The biotrophic fungus Ustilago maydis infects corn and induces the formation of tumors. In order for the fungus to proliferate in the infected tissue, U. maydis has to redirect the metabolism of the host to the site of infection. We wish to elucidate how this is accomplished. To this end we will perform transcript profiling during the time course of infection for both, the fungus and the maize plant. This will be complemented by metabolome analysis of different tissues during infection as well as by apoplastic fluid analysis. The goals will be to identify the carbon sources taken up by the fungus during biotrophic growth, to identify the transporters required for uptake, determine their specificity and elucidate how these carbon sources are provided by the plant. Fungal mutants affected in discrete stages of pathogenic development will be included in these studies. Likely candidate genes for carbon uptake/supply as well as for redirecting host metabolism will be functionally characterized by generating knockouts in the fungus and by isolating plants carrying mutations in respective genes or by generating transgenic plants expressing RNAi constructs.

Stimulation der Mykorrhiza-abhängigen Kaliumaufnahme bei Populus und Medicago

Aufbauend auf Untersuchungen der molekularen Mechanismen kalium-abhängiger Prozesse bei der Mykorrhizainfektion der Wurzeln von Populus und Medicago sollen wirtsspezifische Veränderungen der K+-Flüsse aufgeklärt werden. Ausgehend von den entsprechenden ESTs haben wir im Vorfeld Auxin-, ABA- und Zucker regulierte Kaliumkanäle und -Transporter kloniert und charakterisiert. Im Mittelpunkt unseres geplanten Forschungsvorhabens steht nun der Zusammenhang zwischen den durch die verschiedenen Transporter gesteuerten Flüssen und der Ausbildung der Pflanze-Pilz-Symbiose. Dabei sollen insbesondere der Ernährungsstatus und die hormonelle Regulation Berücksichtigung finden. Beim Übergang in den symbiotischen Zustand sollen deshalb die Pilz-induzierten Änderungen der Kaliumkonzentration und -flüsse in der Wurzel und die Expressions- und Aktivitätsmuster der hierfür verantwortlichen Kanäle und Carrier gezielt untersucht werden. Um dem interdisziplinären Charakter dieses Projektes gerecht zu werden und die noch offenen Fragen zur Ernährungsphysiologie, Molekularbiologie und Biophysik der Symbiose zu beantworten, finden sich im Arbeitsprogramm neben Untersuchungen zur Stoffanalytik und -dynamik verstärkt molekulare und biophysikalische Analysen.

Untersuchungen von Schweinemageninhalt auf parasitaere Gebilde

Im Zusammenhang mit Versuchen zur Wiederverwertung von an Schlachthoefen anfallenden Schweinemageninhalt, soll das parasitologische Risiko ermittelt werden, das bei einem Recycling fuer die Umwelt entsteht. Stichproben werden durch Sedimentation-Flotations-Verfahren und Kultivierung auf Geschlechtsprodukte und Ueberlebensstadien von Helminthen und Protozoen untersucht. Bisher wurden in 300 untersuchten Proben bei etwa 10 Prozent Eier von Magendarmstrongyliden und bei 4 Prozent Eier von Askariden, sowie bei 1 Prozent weitere Helmintheneier und bei 4 Prozent Eier von als 1 Prozent Protozoenzysten nachgewiesen. Es ist geplant, die Ueberlebens-, Entwicklungs- und Ansteckungsfaehigkeit der im Schweinemageninhalt gefundenen Stadien zu untersuchen, um eine Aussage ueber ein Ansteckungsrisiko bei Weiterverfuetterung machen zu koennen.

Die Evolution von Parasitismus in phytoplanktoninfizierenden Flagellatenpilzen

Flagellatenpilze (Chytridiomycota) sind eine Gruppe evolutiv früh abzweigender, zoosporischer Pilze, die in verschiedensten aquatischen und terrestrischen Lebensräumen vorkommen. Sie leben entweder als Saprophyten, Parasiten oder als intermediäre Formen. Bei allen Formen haften sich freischwimmende Zoosporen an Detritus oder einen Wirt und extrahieren Nährstoffe unter Bildung eines Sporangiums, welches neue Zoosporen hervorbringt. Aufgrund ihrer geringen Größe und unscheinbaren morphologischen Merkmalen blieben die Zoosporen in Untersuchungen mariner und limnischer Planktongemeinschaften für viele Jahrzehnte nahezu unentdeckt. Molekularbasierende Methoden jüngster Zeiten haben jedoch eine hohe Abundanz sowie Diversität der Flagellatenpilze in aquatischen Lebensräumen aufgedeckt. Einige Arten infizieren Phytoplankton, wie z.B. Blaualgen, Kieselalgen und Dinoflagellaten, so dass ihnen eine wichtige Rolle in der Kontrolle von Algenblüten zugeschrieben wird. Überraschenderweise ist der trophische Lebensstil nur für wenige kultivierte Arten beschrieben und die genomischen Innovationen, welche sich auf Infektionsstrategien der Phytoplanktonparasiten zurückführen lassen, sind völlig unbekannt, so dass eine Beurteilung der Ernährungsweise der Flagellatenpilze anhand (meta)genomische eDNA-untersuchende Umweltstudien nahezu unmöglich ist. Die phylogenetischen Beziehungen innerhalb der Flagellatenpilze, welche Informationen zu den Ursprüngen und der Verbreitung von Parasitismus innerhalb ökologisch verschiedener Entwicklungslinien liefern könnten, sind weitestgehend ungeklärt. In diesem Projekt möchte ich die molekularen Voraussetzungen für einen parasitischen Lebensstil in phytoplanktoninfizierenden Flagellatenpilzen aufdecken. Vergleichende Genomanalysen von vier phytoplanktoninfizierenden Flagellatenpilzarten mit nahe verwandten saprophytischen Arten sollen neue Erkenntnisse über die parasitismus-typischen genetischen 'Werkzeuge' erbringen (z.B. über parasitenspezifische Virulenzgene). Darüber hinaus plane ich einen stabilen phylogenetischen Baum für circa 40 Flagellatenpilzarten zu rekonstruieren, für welche der trophische Lebensstil bekannt ist. Phylogenomische Analysen unter Verwendung von fast 400 proteinkodierenden Genen, gewonnen aus öffentlich verfügbaren sowie in diesem Projekt neu angefertigten Genomen/Transkriptomen, werden es erlauben die frühen Diversifikationen der Flagellatenpilze zu entwirren. Die neu generierten Sequenzdaten werden außerdem nach den im ersten Teil des Projektes identifizierten Virulenzgenen abgesucht. Die phylogenetische Einordnung von Lebensstilen der Flagellatenpilze soll es ermöglichen den ursprünglichen Zustand diverser Gruppen zu charakterisieren und unser Verständnis über die Evolution von Parasitismus in phytoplanktoninfizierenden Flagellatenpilzen verbessern.

Alternativmethoden: Etablierung von Zell- und Organoid-Kulturen für die Umsetzung der 3Rs in der Infektionsforschung mit nichtmenschlichen Primaten 2.0 (ZellOrKult-2)

Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Dient sie zum Schutz gegen Fressfeinde und Pathogene?

Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?

Umweltrelevante Belastungen durch die Haltung von Heim- und Begleittieren

In den letzten Jahren gewann die Katze sowohl als Haustier als auch als Tierheimtier immer mehr an Bedeutung. Die neuesten Zahlen ueber die in deutschen Haushalten lebenden Katzen belaufen sich auf mittlerweile 6 Millionen, im Vergleich zu 1992 mit ca 5 Millionen Katzen. Damit einhergehend nimmt auch die Zahl der freilaufenden und verwilderten Tiere drastisch zu, wie Zahlen aus Umfragen belegen. Von 1993 bis 1996 hat sich die Zahl der in Tierheimen Ostdeutschlands aufgenommenen Katzen um durchschnittlich 43 Prozent erhoeht, wobei 71 Prozent der aufgenommenen Katzen zur Gruppe der streunenden und freilebenden Katzen gehoeren. Neben einer extremen Belastung der Tierheime und hohen Kosten der Fang- und Vermittlungsversuche, hat dieses Problem vor allem hygienische Relevanz. Zu den von Katzen auf den Menschen uebertragbaren Infektionen (Zoonosen) gehoeren ua die Echinokokkose, die die Katzenkratzkrankheit, Katzenpocken, Mikrosporie (Trichophytie), Raeudemilben und insbesondere die Toxopasmose. Hier kommt es durch freillebende verwilderte Katzen, die sich dem Zugriff des Menschen entziehen, zur Kontamination von oeffentlichen Plaetzen wie zB Kinderspielplaetzen uae . Ziel dieses Projektes ist die Erfassung der Zahl der verwilderten und streunenden Katzen,die epidemiologische Erfassung von durch freilebenden Katzen auf den Menschen uebertragbaren Infektionskrankheiten und die Entwicklung von Strategien zur Kontrolle der Katzenpopulation.

Surveillance von Fledermäusen auf Tollwutinfektion

Die Bundesrepublik Deutschland ist nach den Kriterien der Weltorganisation für Tiergesundheit (OIE) seit September 2008 frei von terrestrischer Tollwut (Rabies), nicht aber von Fledermaustollwut. Diese Form der Tollwut wird durch Infektionen mit den Lyssaviren EBLV-1 und EBLV-2 verursacht für die eigene Übertragungszyklen bestehen. Deutschlandweit wurden im Zeitraum 1954-2009 bei mehr als 220 Fledermäusen EBLV-Infektionen diagnostiziert. Der Schwerpunkt ihrer Verbreitung liegt in den an Nord- und Ostsee angrenzenden Bundesländern. Aussagekräftige Daten über die Verbreitung der Fledermaustollwut in Bayern liegen bislang nicht vor.

Bedeutung, Vorkommen und Bekaempfung inner- und aussereuropaeischer Zoonosen

Zoonosen sind Infektionskrankheiten, die von Tieren auf den Menschen uebertragen werden. Derartige Infektionen erfordern eine enge Zusammenarbeit von Veterinaer- und Humanmedizin. Das laufende Forschungsprogramm befasst sich mit der Epidemiologie und Diagnostik verschiedener solcher Krankheiten sowie Problemen der Prophylaxe dieser Infektionen.

Stechmücken und stechmückenübertragene Zoonosen in Deutschland, Teilprojekt 2

Fünf Partnerinstitutionen (Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin, BNITM; Friedrich-Loeffler-Institut, FLI; Universität Oldenburg, CvO; Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung, ZALF; Gesellschaft zur Förderung der Stechmückenbekämpfung, GFS) und ein assoziierter Partner (Fraunhofer Institut für Zelltherapie und Immunologie, IZI) werden in CuliFo3 Effekte biotischer und abiotischer Faktoren auf das Auftreten tier- und humanmedizinisch bedeutender Arboviren in Deutschland analysieren. Das wissenschaftliche Konzept baut auf Erkenntnisse der zuvor vom BLE finanzierten Projekte CuliFo und CuliFo2 auf. Ergebnisse werden genutzt, um zeitnahe gezielte Reaktionen zum Management von Risikosituationen zu ermöglichen und adäquate Maßnahmenkataloge zu entwickeln. Für ein Frühwarnsystem wird der Einfluss von insektenspezifischen Viren auf die Arbovirus-Replikation in Vektoren, von Ko-Infektionen mit Arboviren auf die Vektorkapazität, die Ausscheidungsdynamik und minimale Infektionsdosis von Arboviren für Culiciden erforscht. Ebenso, ob Infektionen von Vögeln mit USUV oder TBEV zu Kreuzprotektion gegenüber WNV führen. Die klinische Relevanz von Arbovirus-Infektionen wird über Untersuchung von Blutspender- und Patientenproben und toten Wildvögeln erfolgen und die Arbovirus-Surveillance durch Analyse des Viroms von Culiciden und Vögeln und die Validierung des Einsatzes von FTA-Karten. Modellierung von Landschaftsstrukturen als Stechmückenhabitat, Erfassung von Flugaktivitäten, physikalisch-chemischer und ökologischer Parameter sowie der Rastplätze von Stechmücken tragen zum besseren Verständnis der Vektorökologie bei. Die biologische Bekämpfung von Culiciden-Larven durch Copepoden sowie mit mikrobiellen Bekämpfungsstoffen wird als umweltverträgliche und nachhaltige Strategie evaluiert. Eine Kosten-Nutzen-Analyse zur Wirksamkeit und zu sozioökonomischen Konsequenzen von Maßnahmen zur Bekämpfung von Arboviren untersucht Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden.

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