Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften, Arbeitskreis Biosynthese in Pflanzen und Mikroorganismen durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Das CaroMaize Projekt dient der Entwicklung von transgenen Mais Prototypen mit hohem Astaxanthin und ß-Carotin Gehalt als Tierfutter und die Produktion und Gewinnung der o.g. Carotinoide. 2. Arbeitsplanung: Neben einem bereits existierenden ß-Carotin Mais Prototyp wird durch Multigentransformation ein neuer transgener Prototyp zur Astaxanthin Akkumulation hergestellt und in eine 'high-oil maize inbred' eingekreuzt. Daraus wird ein mit Astaxanthin angereichertes Öl gewonnen, das für Fütterungsversuche von Lachs eingesetzt wird. Die Fütterungsversuchen an Hühnern erfolgen mit den Körner des ß-Carotin Mais. In einem systembiologischen Ansatz werden metabolische Interaktionen zusammen mit Transciptom-, Proteom und Metabolomanalysen an den beiden transgenen Prototypen durchgeführt. Die Hauptarbeiten des Antragstellers beinhalten das Screening von geeigneten Ketolase Genen, begleitende Analysen an den transgenen Linien und Metabolom Untersuchungen. Sie umfassen den gesamten Projektzeitraum.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Das Ziel des geplanten Projekts besteht in der Entwicklung von Methanol-basierten biotechnologischen Produktionsprozessen für viele verschiedene chirale Substanzen, z.B. Enantiomere von 2-Methylsuccinat, 2-Hydroxy-3-Methylsuccinat, 2-Hydroxymethylbutanoat, 2-Hydroxy-2-Methylsuccinat und 3-Hydroxybutyrat. Primär werden Metabolic Engineering-Methoden eingesetzt, um den Kohlenstoff-Fluss in einem Primärstoffwechsel-Zyklus des methylotrophen Organismus M. extorquens hin zu den Produkten zu leiten. Verschiedene Enzymaktivitäten (Thioesterase, Lyase, CoA-Transferase und Oxidoreduktase) mit bestimmten Spezifitäten werden identifiziert, z.B. durch Sequenzvergleiche und anschließende biochemische Charakterisierung. Alternativ werden rationales Protein-Engineering sowie Screening-Ansätze verwendet, um die nötigen Katalysatoren zu erhalten. Je nach Produkt müssen eines oder mehrere der entsprechenden Gene in M. extorquens eingebracht werden. Außerdem muss die Expression einiger endogener Gene in induzierbarer oder reprimierbarer Weise kontrolliert und zudem die Aktivitäten verschiedener Enzyme aufeinander abgestimmt werden. Ein metabolisches Netzwerkmodell wird entwickelt, mithilfe dessen Angriffspunkte für Kohlenstoff-Fluss-Veränderungen identifiziert werden. Ferner werden damit ausgeglichene metabolische Netzwerke, die die Syntheseodule enthalten, modelliert und optimiert. Die rationalen Stammentwicklungs-Ansätze, die das Ausschalten von Produktimport-Proteinen einschließt, werden durch Screenings oder Selektions-Verfahren zur weiteren Optimierung der Produktionsstämme ergänzt. Um zu effizienten Produktionsverfahren zu kommen, werden sowohl der Fermentationsprozess als auch die Aufarbeitungs- und evtl. Derivatisierungs-Prozeduren im Labormaßstab aufgebaut und optimiert. Zur Demonstration des Potential und der Wettbewerbsfähigkeit dieses realistischen Bioökonomie-Beispiels wird die Marktsituation der Produkte untersucht und deren Verwendung für Synthesen getestet.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Fachbereich 13 Biologie, Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Das Ziel des geplanten Projekts besteht in der Entwicklung von Methanol-basierten biotechnologischen Produktionsprozessen für viele verschiedene chirale Substanzen, z.B. Enantiomere von 2-Methylsuccinat, 2-Hydroxy-3-Methylsuccinat, 2-Hydroxymethylbutanoat, 2-Hydroxy-2-Methylsuccinat und 3-Hydroxybutyrat. Primär werden Metabolic Engineering-Methoden eingesetzt, um den Kohlenstoff-Fluss in einem Primärstoffwechsel-Zyklus des methylotrophen Organismus Methylobacterium extorquens hin zu den Produkten zu leiten. Verschiedene Enzymaktivitäten (Thioesterase, Lyase, CoA-Transferase und Oxidoreduktase) mit bestimmten Spezifitäten werden identifiziert, z.B. durch Sequenzvergleiche und anschließende biochemische Charakterisierung. Alternativ werden rationales Protein-Engineering sowie Screening-Ansätze verwendet, um die nötigen Katalysatoren zu erhalten. Je nach Produkt müssen eines oder mehrere der entsprechenden Gene in M.extorquens eingebracht werden. Außerdem muss die Expression einiger endogener Gene in induzierbarer oder reprimierbarer Weise kontrolliert und zudem die Aktivitäten verschiedener Enzyme aufeinander abgestimmt werden. Ein metabolisches Netzwerkmodell wird entwickelt, mithilfe dessen Angriffspunkte für Kohlenstoff-Fluss-Veränderungen identifiziert werden. Ferner werden damit ausgeglichene metabolische Netzwerke, die die Synthesemodule enthalten, modelliert und optimiert. Die rationalen Stammentwicklungs-Ansätze, die das Ausschalten von Produktimport-Proteinen einschließt, werden durch Screenings oder Selektions-Verfahren zur weiteren Optimierung der Produktionsstämme ergänzt. Um zu effizienten Produktionsverfahren zu kommen, werden sowohl der Fermentationsprozess als auch die Aufarbeitungs- und evtl. Derivatisierungs-Prozeduren im Labormaßstab aufgebaut und optimiert. Zur Demonstration des Potential und der Wettbewerbsfähigkeit dieses realistischen Bioökonomie-Beispiels wird die Marktsituation der Produkte untersucht und deren Verwendung für Synthesen getestet.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Insilico Biotechnology AG durchgeführt. Das Ziel des Projekts besteht in der Entwicklung von Methanol-basierten biotechnologischen Produktionsprozessen für viele verschiedene chirale Substanzen, z.B. Enantiomere von 2-Methylsuccinat, 2-Hydroxy-3-Methylsuccinat, 2-Hydroxymethylbutanoat, 2-Hydroxy-2-Methylsuccinat und 3-Hydroxybutyrat. Primär werden Metabolic Engineering-Methoden eingesetzt, um den Kohlenstoff-Fluss in einem Primärstoffwechsel-Zyklus des methylotrophen Organismus Methylobacterium extorquens hin zu den Produkten zu leiten. Verschiedene Enzymaktivitäten (Thioesterase, Lyase, CoA-Transferase und Oxidoreduktase) mit bestimmten Spezifitäten werden identifiziert, z.B. durch Sequenzvergleiche und anschließende biochemische Charakterisierung. Alternativ werden rationales Protein-Engineering sowie Screening-Ansätze verwendet, um die nötigen Katalysatoren zu erhalten. Je nach Produkt müssen eines oder mehrere der entsprechenden Gene in M. extorquens eingebracht werden. Außerdem muss die Expression einiger endogener Gene in induzierbarer oder reprimierbarer Weise kontrolliert und zudem die Aktivitäten verschiedener Enzyme aufeinander abgestimmt werden. Ein metabolisches Netzwerkmodell wird entwickelt, mithilfe dessen Angriffspunkte für Kohlenstoff-Fluss-Veränderungen identifiziert werden. Ferner werden damit ausgeglichene metabolische Netzwerke, die die Synthesemodule enthalten, modelliert und optimiert. Die rationalen Stammentwicklungs-Ansätze, die das Ausschalten von Produktimport-Proteinen einschließt, werden durch Screenings oder Selektions-Verfahren zur weiteren Optimierung der Produktionsstämme ergänzt. Um zu effizienten Produktionsverfahren zu kommen, werden sowohl der Fermentationsprozess als auch die Aufarbeitungs- und evtl. Derivatisierungs-Prozeduren im Labormaßstab aufgebaut und optimiert. Zur Demonstration des Potential und der Wettbewerbsfähigkeit dieses realistischen Bioökonomie-Beispiels wird die Marktsituation der Produkte untersucht und deren Verwendung für Synthesen getestet.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Chiracon GmbH durchgeführt. Das Ziel des geplanten Projekts besteht in der Entwicklung von Methanol-basierten biotechnologischen Produktionsprozessen für viele verschiedene chirale Substanzen, z.B. Enantiomere von 2-Methylsuccinat, 2-Hydroxy-3-Methylsuccinat, 2-Hydroxymethylbutanoat, 2-Hydroxy-2-Methylsuccinat und 3-Hydroxybutyrat. Primär werden Metabolic Engineering-Methoden eingesetzt, um den Kohlenstoff-Fluss in einem Primärstoffwechsel-Zyklus des methylotrophen Organismus Methylobacterium extorquens hin zu den Produkten zu leiten. Verschiedene Enzymaktivitäten (Thioesterase, Lyase, CoA-Transferase und Oxidoreduktase) mit bestimmten Spezifitäten werden identifiziert, z.B. durch Sequenzvergleiche und anschließende biochemische Charakterisierung. Alternativ werden rationales Protein-Engineering sowie Screening-Ansätze verwendet, um die nötigen Katalysatoren zu erhalten. Je nach Produkt müssen eines oder mehrere der entsprechenden Gene in M. extorquens eingebracht werden. Außerdem muss die Expression einiger endogener Gene in induzierbarer oder reprimierbarer Weise kontrolliert und zudem die Aktivitäten verschiedener Enzyme aufeinander abgestimmt werden. Dafür, und um Angriffspunkte für Kohlenstoff-Fluss-Veränderungen identifizieren sowie ausgeglichene metabolische Netzwerke mit den synthetischen Modulen modellieren und optimieren zu können, wird ein metabolisches Modell entwickelt. Die rationalen Stammentwicklungs-Ansätze, die auch das Ausschalten von Produktimport-Proteinen einschließt, werden durch Screenings oder Selektions-Verfahren zur weiteren Optimierung der Produktionsstämme ergänzt. Um zu effizienten Produktionsverfahren zu kommen, werden sowohl der Fermentationsprozess wie auch die Aufarbeitungs- und evtl. Derivatisierungs-Prozeduren im Labormaßstab aufgebaut und optimiert. Um das Potential und die Wettbewerbsfähigkeit dieses realistischen Bioökonomie-Beispiels zu demonstrieren, wird die Marktsituation der Produkte untersucht und deren Verwendung für Synthesen getestet.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: NUMAFERM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NUMAFERM GmbH durchgeführt. Unter-Wasser-Klebstoffe, unbedenklicher Pflanzenschutz oder Antibiotika, die gegen multiresistente Mikroben wirken - was nach Utopie klingt, könnte längst Realität sein! Denn Peptide, 'kleine Proteine' aus bis zu 100 Aminosäuren, ermöglichen diese und viele weitere Innovationen. Und obwohl bereits in Laboratorien gut erforscht, ist eine Markteinführung des 'Super-Klebers', des 'Smart-Protects' oder des 'Antibiotika 2.0' bisher nicht möglich. Der maßgebliche Grund hierfür sind die Herstellungskosten des 'Wunder'-Rohstoffs. Das dominierende Verfahren, die chemische Synthese, ist kostenintensiv. Der durchschnittliche Preis für ein Kilogramm Peptid liegt heute bei 100.000-1 Mio. Euro. Zugleich sind chemische Synthesen nicht hochskalierbar und Peptide in größeren Mengen (größer als kg) nicht zugänglich. Aus diesen Gründen spielen Peptide derzeit kaum eine Rolle außerhalb von pharmazeutischen Anwendungen. Der NUMAFERM GmbH ist nun ein Quantensprung in der Herstellung von Peptiden gelungen. Auf der Basis der Forschungsarbeiten von Dr. Christian Schwarz (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf) wurde ein patentiertes Bioverfahren entwickelt, mit dem die Peptidproduktion um Größenordnungen günstiger gelingt. Mit uns wird der faszinierende Rohstoff Peptid für etablierte Anwendungen kosteneffizienter und für andere Applikationen erstmalig bezahlbar. NUMAFERM kommerzialisiert die Technologie für die Produktion von Peptiden im Kundenauftrag. Zudem begleiten wir unsere Kunden mit Know-How bei der Entwicklung eines marktreifen peptidbasierten Produkts. Wir bieten ebenfalls Peptidkandidaten mit antimikrobiellen und adhäsiven Eigenschaften direkt auf unserer Homepage an. Gegenüber Konkurrenztechnologien setzt sich unser Bioverfahren entscheidend ab, ist alleingestellt und äußerst wettbewerbsfähig - wie erste Projekte mit namenhaften Unternehmen belegen.
Das Projekt "Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zu Rapsmethylester" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Union zur Förderung von Öl- und Proteinpflanzen (UFOP) e.V. durchgeführt. Gegenstand der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist die Entwicklung und Erprobung von Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten für mit RME und RME/Diesel-Kraftstoffmischungen betriebene Motoren. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, durch sensorgestützte Maßnahmen zur elektronischen Kennfeldsteuerung von Dieselmotoren die Einhaltung der gemäß Abgasnorm EURO IV gesetzlich limitierten Emissionen zu erreichen. Mittels Sensoren sollen dem Motormanagement Informationen über die gerade verwendete Kraftstoffart bzw. -mischung gegeben werden, so daß es anhand eines Kennfeldes die Einspritzung des aktuell verwendeten Kraftstoffes optimal einstellt. Weiterhin sollen Fragen zur Abgasnachbehandlung bei RME-Betrieb geklärt werden. Die Autoindustrie beginnt bereits Ende diesen Jahres die Motorentechnologie auf die ab 2005 verbindliche Abgasnorm EURO IV umzustellen. Es ist dabei unsicher, ob die Grenzwerte gemäß EURO IV bei RME-Einsatz eingehalten werden können.
Das Projekt "Beziehung zwischen der Schwefelversorgung und der N2-Fixierung von Leguminosen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) - Bereich Pflanzenernährung durchgeführt. Leguminosen spielen als Futterpflanzen und in ganz besonderem Maße als Eiweißlieferanten eine wichtige Rolle. Weiterhin liefern sie in erweiterten Fruchtfolgen und vor allem im organischen Landbau beim Anbau in Mischkulturen oder als Vorfrucht durch ihre Fähigkeit zur N2-Fixierung einen wichtigen Beitrag für die Stickstoffversorgung der Pflanzen.Über die Bedeutung verschiedener Makro- und Mikronährstoffe für die N2-Fixierung liegen der Literatur zahlreiche Ergebnisse vor, während dem Element Schwefel seither wenig relative Bedeutung beigemessen wurde. In einem von der DFG geförderten Projekt (Sche 312/3-1, -/3-2) konnte zwar nachgewiesen werden, daß die N2-Fixierung bei S-Mangel abnimmt und die Nitrogenase-Aktivität sowie die Aktivität verschiedener Enzyme des C- und N-Stoffwechsels geringer ist, es konnte aber letztendlich nicht der Nachweis erbracht werden, ob der Ernährungszustand bezüglich Schwefel die N2-Fixierung direkt oder indirekt beeinflußt. Aus diesem Grund soll im geplanten Projekt geklärt werden, ob sich die Schwefelunterversorgung - direkt über die Synthese von Ferredoxin (4Fe-4S-cluster), das ein wichtiges Redoxsystem im Bakteroid darstellt, (aktive Knöllchen haben einen hohen S-Bedarf; Kuhlmann et al., 1982) oder- indirekt über eine Beeinflussung der 'energy charge' (Layzell, 1998) und des Kohlenhydratstoffwechsels der Wirtspflanze und hiermit über die Bereitstellung von C-Skeletten repressiv auf die N2-Fixierung auswirkt.Das Projekt soll insgesamt weiter Erkenntnisse zur kausalen Klärung der Frage der Bedeutung des Schwefels für die N2-Fixierung liefern.
Das Projekt "Einfluss unterschiedlicher Eiweißversorgungsstufen in der Mastschweinefütterung auf das Emissionsverhalten von Mastschweinegülle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik durchgeführt. Hauptbestandteile der Gülle sind Kot und Harn. Anfallende Mengen und Zusammensetzung sind fütterungsabhängig. Mit der eiweißreduzierten Fütterung werden vor allem die Nieren entlastet. Sie müssen weniger Ammoniak aufgrund der reduzierten Aminosäurendesaminierung aus dem Blutplasma filtern und zu Harnstoff synthetisieren. Das Schwein benötigt weniger Wasser, um den Harnstoff zu lösen und auszuschleusen. Die Folge ist eine geringere abgesetzte Harnmenge. Da die abgesetzte Kotmenge in etwa gleich bleibt, produziert das Mastschwein weniger Gülle. Sie besitzt aber einen höheren Trockensubstanzgehalt. Es ändern sich sowohl ihre chemischen als auch ihre physikalischen Eigenschaften. Dies hat Auswirkungen auf das Emissionsverhalten, was sowohl gasförmige Nährstoffverluste als auch Geruchsstoffströme, Geruchsintensität und Geruchsempfindung (Hedonik) betrifft. Es sollen deshalb grundlegende Untersuchungen zur Emission von Geruchs- und Schadgasen für Güllen verschieden gefütterter Mastschweine durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen Grundlage vor allem für die emissionsrelevante Beurteilung von verschiedenen Haltungsverfahren und Fütterungsstrategien in der Mastschweinehaltung sein.
Das Projekt "Wirkung erhoehter UV-B-Strahlung und anderer Stressfaktoren auf marines Phytoplankton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Botanisches Institut durchgeführt. Im Vordergrund weiterer Arbeiten stehen 2 Schwerpunkte: 1) Untersuchungen an Reinkulturen des marinen Phytoplanktons; UV-B-Wirkung auf Aminosaeure- und Proteinsynthese (Analyse mit HPLC und Elektrophorese) sowie auf die Schluesselenzyme des C- und N-Stoffwechsels. 2) Bearbeitung der Assimilation von anorganischen N-Verbindungen bei marinem Phytoplankton unter Beruecksichtigung des Lichtfaktors (insbesondere UV-B der Sonnenstrahlung) an verschiedenen Standorten (Antarktis, Nordsee, Atlantik). Da die marinen Diatomeen im Vergleich zu anderen Mikroalgen gegenueber UV-B besonders empfindlich sind, sollen diese fuer eine detaillierte Analyse der primaeren UV-B-Wirkung, vor allem auf die Biosynthese der Aminosaeuren und Proteine mittels 15N- und 14C-markierten Substanzen bearbeitet werden. Neben Dosis-Effekt-Kurven wird auch die Reparaturfaehigkeit der UV-B-Schaeden beruecksichtigt. An verschiedenen Standorten wird die Auswirkung des UV-Anteils der Sonnenstrahlung vornehmlich auf den N-Haushalt und die Veraenderungen im Artengefuege erfasst. Von besonderem Interesse ist der Einfluss des Ozonlochs auf das antarktische Phytoplankton. Das Verhalten der einzelnen Phytoplanktonarten gegenueber UV-Stress an den verschiedenen Standorten soll Hinweise ueber moegliche Anpassungsmechanismen liefern.
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| Bund | 59 |
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| Förderprogramm | 59 |
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