In dieser Studie sollte im EU-Forschungsprogramm REFLEX beschriebenen Hinweisen auf mögliche gentoxische Effekte hochfrequenter elektromagnetischer Felder in humanen dermalen Fibroblasten nachgegangen werden. Entsprechend wurden die Parameter der Studie an diejenigen der REFLEX-Studie angelehnt. Es wurden humane dermale Fibroblasten von 10 juvenilen (Alter 18-19) und 10 adulten (Alter 50-59) Spendern verwendet und mit hochfrequenten, elektromagnetischen Feldern von 1800 MHz (GSM-1800, intermittierend 5 min an, 10 min aus) mit SAR-Werten von 0 (Sham-Kontrolle), 0.2, 2 und 10 W/kg befeldet. Parallel wurden Positivkontrollen mit entsprechenden chemischen Toxien mitgeführt. Als analytische Endpunkte wurden Comet-Assays, Mikrokerntests mit CREST-Markierung, numerische Chromosomen-Aberrationen, Zellzyklusanalysen und TUNEL-Assays durchgeführt. Die gesamte Studie wurde verblindet durchgeführt; ohne Zugang zu den Befeldungsdaten vor Abschluss der Auswertungen und der statistischen Analyse. Die statistischen Analysen zeigten für keinen der analysierten Endpunkte Hinweise auf statistisch signifikante gentoxische oder dosis-abhängige Effekte, induziert durch hochfrequente EMF-Exposition in primären humanen dermalen Fibroblasten in vitro. //ABSTRACT// The purpose of this study was to clarify possible genotoxic effects of EMF in human dermal fibroblasts as fund in a previous REFLEX-study. Therefore we applied conditions mainly based upon the above described REFLEX-study: we used primary human dermal fibroblasts from 10 juvenile (age 18-19) and 10 adult (age 50-59) donors and exposed them to 1800 MHz high frequency EMF-fields (GSM-1800, intermittent) with SAR-values of 0 (sham control), 0.2, 2 and 10 W/kg. In parallel, we performed corresponding positive controls with assay-based chemical toxins. As analytical endpoints, we analyzed Comet assays, micronuclei formation with CREST analysis, numerical chromosomal aberrations, cell cycle distributions and TUNEL assays. The whole study was performed as a double blind study with no access to exposure values until after completing all analyses as well as statistical pre-analysis of the blind data. Statistical Analysis showed no statistically significant evidences for genotoxic or dose-dependent effects induced by high frequency EMF-exposure in primary human dermal fibroblasts in vitro for any of the analyzed endpoints.
Due to their beneficial properties, the use of zinc oxide nanoparticles (ZnO NP) is constantly increasing, especially in consumer-related areas, such as food packaging and food additives, which is leading to an increased oral uptake of ZnO NP. Consequently, the aim of our study was to investigate the cellular uptake of two differently sized ZnO NP (<50 nm and <100 nm; 12-1229 (micro)mol/L) using two human intestinal cell lines (Caco-2 and LT97) and to examine the possible resulting toxic effects. ZnO NP (<50 nm and <100 nm) were internalized by both cell lines and led to intracellular changes. Both ZnO NP caused time- and dose-dependent cytotoxic effects, especially at concentrations of 614 (micro)mol/L and 1229 (micro)mol/L, which was associated with an increased rate of apoptotic and dead cells. ZnO NP < 100 nm altered the cell cycle of LT97 cells but not that of Caco-2 cells. ZnO NP < 50 nm led to the formation of micronuclei in LT97 cells. The Ames test revealed no mutagenicity for both ZnO NP. Our results indicate the potential toxicity of ZnO NP after oral exposure, which should be considered before application. © 2021 by the authors
Das Projekt "Kontrolle des Blühzeitpunktes durch Trehalose-6-Phosphat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. Im Lebenszyklus einer Pflanze ist die Blühinduktion von zentraler Bedeutung. Gerade wegen seiner Wichtigkeit steht das Blühen unter der Kontrolle eines komplexen genetischen Netzwerkes, das endogene Signale (Hormone, Kohlenhydrate, Alter) und Umweltsignale (Temperatur, Tageslänge) miteinschließt. Unter induktiven Tageslängen wird das Schlüsselgen der Blühinduktion FLOWERING LOCUS T (FT) in der Vaskulatur der Blättern induziert und löst als Langstreckensignal im Apikalmeristem die Blütenbildung aus. Vom Dissacharid Trehalose-6-Phosphat konnte gezeigt werden, dass es in der Koordination von Kohlenhydratstatus und Entwicklungsprozessen als Signalmolekül fungiert. Arabidopsis thaliana Pflanzen, denen das TREHALOSE 6-PHOSPHAT SYNTHASE1 (TPS1) Gen fehlt, blühen außerordentlich spät. Kürzlich konnten wir zeigen, dass der TPS1/T6P-Signalweg die Expression verschiedener Blühzeitpunkt-regulierender Gene kontrolliert. In der Vaskulatur des Blattes ist das T6P/TPS1 Signal zur Induktion von FT unabdingbar, wohingegen im Sproßapikalmeristem MIR156 und dessen Zieltranskripte der SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE (SPL)-Gene das Ziel des T6P/TPS1 Signals darstellen. Gemeinsam stellen die umweltabhängigen (photoperiodischen) und physiologischen (T6P/TPS1) Signale sicher, dass das Blühen nur unter optimalen Bedingungen eingeleitet wird, das heißt wenn die Tageslänge eine Mindestlänge überschreitet und der Kohlenhydrathaushalt die energieaufwändige Blühinduktion und die Produktion von Samen gewährleisten kann. Dennoch bleiben viele Fragen die Funktion des T6P/TPS1 Signals betreffend offen. In diesem Antrag schlagen wir eine Serie von Experimenten vor, mit dem Ziel das T6P/TPS1 Signal besser in die Signalwege der Blühzeitpunktregulation einzubinden. Aus unseren Vorarbeiten ergibt sich, dass der T6P/TPS1-Signalweg das Blühen teilweise durch die Zellzyklus-abhängige Modulation der Stammzellanzahl im Meristem reguliert - ein zuvor unerforschter Aspekt, den wir weiter untersuchen werden. Außerdem konnte wir zeigen, dass T6P/TPS1 die Fähigkeit von Pflanzen auf Änderungen der Umgebungstemperatur zu reagieren, ebenso beeinflusst wie die Reaktion auf längere Kälteperioden (Vernalisation). Darauf aufbauend werden wir die Interaktion des T6P/TPS1-Signalweges mit der Temperatur-abhängigen Regulation des Blühens untersuchen. Abgesehen von den oben erwähnten Experimenten, die sich auf bekannte Gene und Signalwege fokussieren, werden neue Komponenten des T6P/TPS1-Signalweges identifiziert werden. Zu diesem Zweck haben wir bereits eine umfassende genetische Sichtung durchgeführt, um Suppressoren des späten Blühens der tps1-Mutante zu identifizieren. Als Teil des Schwerpunktprogramms werden wir die zugrundeliegenden Gene identifizieren, diese umfassend charakterisieren und in den T6P/TPS1-Signalweg integrieren. Zusammenfassend werden die geplanten Experimente wertvolle Hinweise zur Integration des Kohlenhydrathaushalts der Pflanzen in die Signalwege der Blühinduktion liefern.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Essen (AöR), Institut für Medizinische Strahlenbiologie durchgeführt. Das Gesamtziel des vorliegenden Vorhabens, das in drei Arbeitspaketen (WP) aufgegliedert ist, ist es, den Beitrag der Komplexität eines durch ionisierende Strahlung induzierten DNA Doppelstrangbruches (DSBs) auf die Auswahl des Reparaturweges, die Erzeugung von Verarbeitungsfehlern, wie auch auf die Aktivierung von Checkpoints im Zellzyklus zu untersuchen. Speziell, wird die Hypothese geprüft, dass DSB-Cluster eine höchst gefährliche Form der DNA-Schädigung darstellen, mit einem besonders hohen Risiko für misrepair, die schließlich zum Zelltod oder genomische Instabilität führt. Weitere Stufen der DSB-Komplexität werden durch kombinierte Behandlung mit ionisierender Strahlung und Cisplatin erreicht. Cisplatin ist eines der erfolgreichsten Chemotherapeutika in der Krebstherapie, das oft mit Bestrahlung kombiniert wird. Cisplatinresistenz stellt ein zentrales Problem in der klinischen Anwendung dar und wird von Faktoren beeinflusst, die hier untersucht werden. WP3: Prof. Iliakis 1. Konstrukt Aufbau zur Untersuchung der Auswirkungen der DSB-Cluster-Komplexität in Bezug auf DSB-Zahl und Entfernung, wie auch auf die Wahrscheinlichkeit für misrepair. 2. Chromosomenaberration und Zellüberleben werden untersucht, und Genomveränderungen durch Next Generation Sequencing (NGS) analysiert. WP4: Prof. Iliakis 1. Zelllinien mit regulierbaren I-SceI Expression werden erzeugt um Zellüberleben und Chromosomenaberrationen zu messen. 2. NGS wird eingesetzt um fehlerhafte Verarbeitung von DSB und DSB-Cluster genauer zu analysieren, und Genexpressionsmuster untersucht. WP5: Prof. Stuschke 1. Wechselwirkungen von Cisplatin und IR in der G1-, S- und G2-Phase des Zellzyklus, wie auch der Einsatz von NHEJ und HRR werden untersucht. Letzteres auch durch den Einsatz I-SceI-induzierten DSB in speziell integrierten Konstrukten 2. Die Wirkung von Cisplatin und IR auf DSB-Resektion, Checkpoint Aktivierung und Chromatinstruktur werden nach einzeln und fraktionierter Bestrahlung untersucht.
Das Projekt "Expressed Sequence Tags (ESTS) of Toxic Algae (ESTTAL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Harmful algal blooms (HABs) are caused by local proliferation of algae, with deleterious consequences, particularly in coastal waters throughout the world. Negative environmental effects include toxicity to human consumers of seafood, marine faunal mortalities or morbidity, habitat damage, disruption of marine food webs and economic losses to fishing, aquaculture, and tourism. In Europe, socio-economic factors and human health risk have led to comprehensive surveillance programmes for harmful microalgae and their toxins. Among harmful microalgae and cyanobacteria in European marine and brackish waters, many produce potent neurotoxins, ichthyotoxins or hepatotoxins. Although structural elucidation of many of these groups of toxins has advanced, much less is known about biosynthetic pathways and gene regulation in toxigenic species. We propose a limited genomic study of expressed sequence tags (ESTs) for toxigenic representatives of major eukaryotic microalgal groups, including dinoflagellates, raphidophytes, prymnesiophytes and diatoms, and cyanobacteria. Cultures will be grown under various environmental conditions to investigate the effects of external forcing functions on gene expression linked to toxicity and growth. After cloning of cDNA of toxigenic strains pooled from cultures grown under these different conditions into plasmid vectors, about 10,000 clones from each taxon will be randomly sequenced for ESTs. Our approach is to annotate the ESTs and attempt to identify genes associated with toxin production. DNA microarrays will be developed for screening of toxigenic and non-toxigenic strains. In addition, the sequence data will be analysed to identify other genes that may be involved in cell regulation or growth, cell cycle events, stress response and the induction of sexuality. Cultures will be grown under various environmental conditions to investigate the effects of external forcing functions on gene expression linked to toxicity and growth. Successful completion of this project will yield new information on microalgal and cyanobacterial genomic sequences for a diversity of taxa and will assist in the diagnosis of genes related to toxin biosynthesis and the formation of toxic blooms.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Radiation Biology and DNA Repair, AG Löbrich durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens liegt in der Erforschung des Zusammenhangs zwischen einer genetischen Prädisposition und der Entstehung von Krebs im Kindesalter. Schwerpunkt von AP5 und AP6 ist es, zelluläre Untersuchungen mit molekularen Analysen zu komplementieren, um einen tieferen Einblick in die einer Tumorentstehung zugrunde liegenden molekulargenetischen Ursachen zu erlangen. Dabei wird untersucht, inwieweit sich Checkpoint- und Reparaturkapazität genetisch im Hinblick auf die Krebsentstehung vorbelasteter Personen von gesunden Personen unterscheidet. Genomische Analysen sollen Einblick in mögliche Ursachen der Krebsentstehung liefern. Die Arbeitsschritte (Rekrutierung der Probanden, Etablierung der Zelllinien, molekulare/zelluläre Untersuchungen) werden von verschiedenen Arbeitsgruppen durchgeführt, die eng verzahnt arbeiten. Schließlich sollen die Daten der verschiedenen Endpunkte korreliert und gemeinsam veröffentlicht werden. AP5: Im Rahmen des ISIMEP-Projekts wurden Zelllinien aus Biopsien von Patienten mit Zweittumor nach Ersttumor im Kindesalter und Zelllinien aus Biopsien von Patienten mit Ersttumor im Kindesalter ohne Zweittumor auf ihre Checkpoint- und Reparaturkapazität untersucht. Diese Untersuchungen werden nun an 20 neu etablierten, gematchten Kontrollzelllinien durchgeführt. Von allen 60 Zelllinien sollen molekulargenetsiche Analysen durchgeführt und evtl. vorliegende genomische Auffälligkeiten in Genen der DNA-Reparatur oder Zellzykluskontrolle mit dem zellulären Verhalten korreliert werden. Auffällige Zelllinien werden schließlich eingehenden Reparatur- und Zellzyklusstudien unterzogen. AP6: Die im Rahmen von AP2 rekrutierten ca. 300 Zelllinien aller drei Patientengruppen werden mit den bereits etablierten Screening-Verfahren auf ihr Zellzyklus- und Reparatur-Verhalten nach hohen und nach niedrigen Dosen untersucht. Die Daten werden statistisch ausgewertet und mit den epidemiologischen und genomischen Daten korreliert.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Geschäftsbereich Sicherheit und Strahlenschutz (S) durchgeführt. The investigations will deepen our knowledge on the impact of radiation-induced complex DNA lesions with spinoffs for radiation protection and the development of new, advanced tumor therapy strategies. The DNA double-strand-break (DSB), which is defined as a rupture in the double-stranded DNA molecule, is the most critical DNA lesion and when un- or misrepaired may lead to transformation or cell killing. For a DSB the chance to be accurately repaired strongly depends on its complexity. This complexity is defined by the nature and number of chemical alterations involved, its clustering or location in chromatin regions of different accessibility, as well as its association with DNA replication. It is widely recognized that lesion complexity is a major determinant of many of the adverse effects of IR, but the risks associated with different levels of complexity and the role of complexity in the choice of DSB repair pathway remain conjectural. The latter is particularly relevant, as it is well-known that the pathways engaged in DSB processing show distinct and frequently inherent propensities for errors. Therefore, pathway-choice will define the types and levels of possible errors and thus also the associated risk for genomic alterations. Here, we present a project designed to address the biological consequences of DSBs of different levels of complexity focusing on how complexity affects processing and the generation of processing-errors. In a highly coordinated effort, five expert Institutes and Clinics address specific facets of DSB complexity and cover in this way a spectrum of lesions encompassing all major candidates for adverse radiation effects. Importantly, the experimental design integrates a bioinformatics component analyzing the effect of DSB complexity on gene expression, as well as DNA sequence alterations from erroneous processing. The knowledge generated by the proposal will be important for our understanding of the mechanisms underpinning individual radiosensitivity differences, and relevant to radiation protection and individualized radiotherapy. The proposed research will generate an environment that will strengthen the participating groups and as a result the field of Radiation Biology in Germany. Most notably though, it will generate a unique environment for recruiting and training young investigators, as well for retaining in the field excellent graduate students as postdoctoral fellows.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Radiation Biology and DNA Repair, AG Löbrich durchgeführt. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Untersuchung der Chromatindynamik während der Homologen Rekombination in der G2-Phase und inwieweit der Chromatinstatus die Kontrolle des Zellzyklus beeinträchtigt. Es soll somit ein Beitrag zum besseren Verständnis der Entstehung von Chromosomenaberrationen und chromosomalen Instabilitäten geleistet werden. Ein weiterer Aspekt des Projekts soll auf der Untersuchung der HR-assoziierten Vorgänge in der Mitose liegen. Hierbei stellt sich die Frage, welche HR-Intermediate die Mitose durchlaufen und welches Schicksal diese Zellen im darauf folgenden Zellzyklus erfahren. Begonnen wird mit der Charakterisierung von Chromatinremodellierern während der HR mittels zellbiologischer, molekularbiologischer und biochemischer Methoden. Parallel dazu wird die Herstellung von Knock-out Zelllinien, sowie die Expression und Aufreinigung der zu untersuchenden Proteine durchgeführt. Im nächsten Schritt ist die Etablierung und Durchführung von in-vitro Studien zur Chromatin-remodellierenden Aktivität vorgesehen. Abschließend soll der Einfluss der Chromatinremodellierer und somit des Chromatinstatus auf die Sensitivität des G2/M Checkpoints untersucht werden. Diese Untersuchungen umfassen zudem die Analyse von strahleninduzierten Chromosomenaberrationen.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Charité, Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Institut für Physiologie durchgeführt. Ziel des Gesamtantrages ist es, das immuntoxische Potential von Substanzen zu identifizieren und durch Charakterisierung biologischer Marker und Pathways mittels einer Kombination verschiedener in-vitro Methoden aus der Zellbiologie, Proteomics und Metabolomics sowie bioinformatischer Analysen vorherzusagen. Im Teilprojekt EMAU werden die Substanzen an humanen Zelllinien des Immunsystems zunächst einem Screening hinsichtlich ihrer Toxizität unterzogen, um dann spezifischere Methoden zur weiteren Charakterisierung zu nutzen (Zytokinfreisetzung, Monozytenaktivierung, Zellzyklus, intrazelluläre Sauerstoffradikale). Proteom- und Metabolomuntersuchungen sollen im nächsten Schritt die Ergebnisse der zellbiologischen Untersuchungen bestätigen. Im Einzelnen werden ausgewählte Proteine, die in Stress Reaktionen und Apoptose involviert sind sowie Rezeptoren des Immunsystems (z.B. COX-2, HIF, HSP, Caspase-3, Bcl-2 Familie, NFkappaB, CTLA-4/CD152, Fc Rezeptor) unter Verwendung der 2D-Gelelektrophorese mit Identifizierung der unterschiedlich exprimierten Spots detaillierter untersucht. Metabolomuntersuchungen diene der Klärung, ob die Substanzen den metabolischen Zustand der Immunzellen beeinflussen. Nach Anpassung der Methodik für eukaryotische Zellen, werden sowohl der intra- als auch extrazelluläre Metaboliten-Pool gemessen. Der Projektpartner in Berlin wird die Daten begleitend bioinformatisch bearbeiten/modellieren, um zu einer Database und Vorhersage der Immuntoxizität zu kommen.
Das Projekt "Kompetenzverbund Strahlenforschung 2007 HGF; BMBF; BMU - Wechselwirkung verschiedener Reparaturwege bei der Prozessierung von DNA Schäden, Untersuchungen über Backup Mechanismen der DSB Reparatur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Essen (AöR), Institut für Medizinische Strahlenbiologie durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Das Hauptziel des Vorhabens ist die Aufklärung der primären Effekte von Strahlung und die Reparatur von DNA Schäden unterschiedlicher Qualität im molekularen Detail, um die zellulären Folgen der Strahlen in ihrer Grundlage zu verstehen. Verschiedene Schwerpunkte werden im Verbund in Form von fünf Einzelanträgen bearbeitet. Im vorliegenden Projekt werden DNA Ligase III Mutanten im DT40 Zellsystem erzeugt um den Beitrag dieses Enzyms auf die Reparatur von DNA Doppelstrangbrüchen über Backupmechanismen (B-NHEJ) zu testen. 2. Arbeitsplan: a) DT40 konditionelle knock-out Mutanten von DNA Ligase III werden erzeugt und getestet. b) Das DNA DSB Reparaturvermögen dieser Mutanten wird quantitativ erfasst. c) Reparatur von DSB nach Bestrahlung mit Neutronen und Schwerionen wird getestet. d) Der Einfluss von Apoptose auf DSB Reparatur und in den Experimenten berücksichtigt. 3. Ergebnisverwertung: Da konditionelle knock-out Mutanten bereits existieren, sollen die Erfolgsaussichten des Projektes als relativ gut eingeschätzt werden. Die Arbeiten sollen den Beitrag von DNA Ligase III auf B-NHEJ definieren und die Zellzyklus- wie auch die LET-Abhängigkeit erläutern.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 34 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 32 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
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|---|---|
| Deutsch | 32 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 15 |
| Lebewesen & Lebensräume | 33 |
| Luft | 14 |
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| Wasser | 15 |
| Weitere | 32 |