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DFG: Biologische Transformationen von Kohlenwasserstoffen ohne Sauerstoff

Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert seit 2008 das Schwerpunktprogramm „Biologische Transformationen von Kohlenwasserstoffen ohne Sauerstoff: vom molekularen zum globalen Maßstab“ (SPP 1319). Für die zweite Förderperiode können Projektanträge bis zum 16. Mai 2011 einreicht werden.

Das Schwerpunktprogramm wendet sich an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Ökophysiologie, Mikrobiologie, Biogeochemie, Biochemie, Chemie, Strukturbiologie und Biophysik.

Ziel des interdisziplinären Schwerpunktprogramms ist die Erforschung der anoxischen Transformation von Kohlenwasserstoffen in einem größeren wissenschaftlichen Kontext. Dabei sollen folgende übergeordnete Fragestellungen bearbeitet werden:

  • Welche Rolle spielen die unter Laborbedingungen untersuchten anoxischen, biologischen Transformationen von Kohlenwasserstoffen tatsächlich in der Natur?
  • Welche ökologischen und geochemischen Parameter beeinflussen die verantwortlichen Organismen in situ?

Die Erkenntnisse aus in situ-Studien über die Umsätze umweltrelevanter Substanzen sollen dazu führen, dass neuartige Stoffwechselleistungen überhaupt erst erkannt werden und die dafür verantwortlichen Organismen gezielt isoliert werden können.

Die geplanten Studien sollen in erster Linie mit Kohlenwasserstoff-Modellverbindungen durchgeführt werden, die typische Strukturelemente wie reaktionsträge C-C- und C-H-Bindungen aufweisen. Dazu gehören gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Isoprenoide sowie aromatische Kohlenwasserstoffe. Neben den initialen Aktivierungsreaktionen sollen auch bisher kaum verstandene typische Schlüsselreaktionen im weiteren anaeroben Stoffwechsel wie die Dearomatisierung oder Spaltung von Cyclohexan(-Derivaten) charakterisiert werden. Auch sollen neuartige Reaktionen an trägen C-H-Bindungen von Kohlenwasserstoff-Analoga untersucht werden.

Die Projekte sollten sich folgenden Forschungsthemen widmen:

  • der biochemischen Identifizierung von neuartigen oder bisher kaum verstandenen enzymatischen Reaktionen, einschließlich Enzymisolierung, Strukturaufklärung und Regulationsmechanismen
  • der Aufklärung von Struktur-Funktions-Beziehungen der beteiligten Metalloenzyme mit biophysikalischen und theoretisch-biochemischen Methoden
  • der Aufklärung der Elementarschritte enzymatischer Reaktionen durch analoge chemische Reaktionen
  • der quantitativen Bestimmung der Einflüsse von geochemischen und biologischen Einflüssen und der Bedeutung der biochemischen Reaktionen und der beteiligten Organismen in der Umwelt
  • der Isolierung und Charakterisierung neuer Organismen, die anaerob Methan, Alkane, aromatische Kohlenwasserstoffe oder Isoprenoide abbauen

Es sollen zielgerichtet neue Erkenntnisse über anoxische Stoffwechselprozesse und deren in situ-Regulation beim Abbau oder der Bildung von Kohlenwasserstoffen oder auch Kohlenwasserstoff-Analoga erlangt werden. Die seit längerem intensiv untersuchte Ökologie der Methanbildung ist nicht Gegenstand des Schwerpunktprogramms.

Bewerbung

Für die zweite dreijährige Förderperiode müssen die Anträge in englischer Sprache  bis 16. Mai 2011 in der Geschäftsstelle der DFG unter dem Stichwort „SPP 1319“ eingegangen sein (Postanschrift: DFG, 53170 Bonn). Die Begutachtung ist mit einem Antragskolloquium verbunden, das am 31. August 2011 in Leipzig stattfinden wird.

Glossar

  • Enzyme sind Katalysatoren in der lebenden Zelle. Sie ermöglichen den Ablauf der chemischen Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur.
  • Transformation ist die natürliche Fähigkeit mancher Bakterienarten, freie DNA aus der Umgebung durch ihre Zellwand hindurch aufzunehmen. In der Gentechnik wird die Transformation häufig dazu benutzt, um rekombinante Plasmide, z. B. in E. coli, einzuschleusen. Hierbei handelt es sich um eine modifizierte Form der natürlichen Transformation.
  • Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen und liegt damit im Grenzbereich zwischen Chemie, Biologie und Physiologie.
  • Aerob bedeutet "mit Sauerstoff".
  • Anaerob bedeutet "lebt ohne Sauerstoff".
  • Ein Stoff aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und somit eine chemische Verbindung. Es ist geruchslos, farblos und brennbar. In der Industrie wird es oft als Heizgas verwendet.

Glossar

  • Enzyme sind Katalysatoren in der lebenden Zelle. Sie ermöglichen den Ablauf der chemischen Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur.
  • Für den Begriff Organismus gibt es zwei Definitionen: a) Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren und selbstständig, d. h. ohne fremde Hilfe, zu existieren (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere einschließlich Mensch). b) Legaldefinition aus dem Gentechnikgesetz: „Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen.“ Diese Definition erfasst auch Viren und Viroide. Folglich fallen gentechnische Arbeiten mit diesen Partikeln unter die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes.
  • Transformation ist die natürliche Fähigkeit mancher Bakterienarten, freie DNA aus der Umgebung durch ihre Zellwand hindurch aufzunehmen. In der Gentechnik wird die Transformation häufig dazu benutzt, um rekombinante Plasmide, z. B. in E. coli, einzuschleusen. Hierbei handelt es sich um eine modifizierte Form der natürlichen Transformation.
  • Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen und liegt damit im Grenzbereich zwischen Chemie, Biologie und Physiologie.
  • Polypropylen (Abkürzung: PP) ist ein thermoplastisches Polymer des Propylens (auch: Propens).
  • Aerob bedeutet "mit Sauerstoff".
  • Anaerob bedeutet "lebt ohne Sauerstoff".
  • Ein Stoff aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und somit eine chemische Verbindung. Es ist geruchslos, farblos und brennbar. In der Industrie wird es oft als Heizgas verwendet.
Seiten-Adresse: https://www.biooekonomie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/dfg-biologische-transformationen-von-kohlenwasserstoffen-ohne-sauerstoff/