EAWAG news 56d (September 2003)
Moleküle im Einsatz (Gesamtes Heft)
| Editorial: Vom Ökosystem via Molekül zum Ökosystem |
| (Screenversion ca. 65 KB; Printversion 75 KB) |
| Rik Eggen |
| Leitartikel |
| Molekulare Strategien in der Umwelt
- 135 Jahre spannende Forschung (Screenversion ca. 210 KB; Printversion 550 KB) Alexander Zehnder Seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts ist die Molekularbiologie eine eigene Disziplin. Ihre Wurzeln hat sie im Bereich der Mikrobiologie, die anfänglich vor allem die Lebensprozesse und damit auch das Funktionieren der Ökosysteme untersuchte. Während der heutige biotechnologische und medizinische Einsatz der Molekularbiologie den meisten Menschen bekannt ist, stehen die molekularen Ansätze im Kontext der problemorientierten Umweltforschung noch meist im Hintergrund. Dies zu Unrecht, denn ihre Ansätze sind für die Lösung aktueller Probleme von grossem Nutzen. |
| Forschungsberichte |
| Genominseln und horizontaler Gentransfer
zwischen Bakterien (Screenversion ca. 190 KB; Printversion 520 KB) Jan Roelof van der Meer Für gewöhnlich betrachtet man Chromosomen als stabile Moleküle, die für jede der neuen Tochterzellen sorgfältig kopiert werden müssen. Von wenigen Kopierfehlern - Mutationen - einmal abgesehen, geschieht mit der DNA nicht viel. Oder doch? Von bakteriellen Chromosomen ist inzwischen bekannt, dass sie so genannte «Genominseln» beherbergen, Bereiche, die sich selbst aus dem Chromosom herausschneiden können, unter bestimmten Umständen in andere Bakterienzellen gelangen und sich dort in das Chromosom des Empfängers wieder einfügen. Ihre Funktion? Sehr häufig stellen sie dem Empfängerbakterium zusätzliche Fähigkeiten zur Verfügung, um eukaryotische Wirte zu infizieren oder Verunreinigungen in der Umwelt abzubauen. |
| Charakterisierung von Reaktivchemikalien
anhand ihrer primären Wirkmechanismen (Screenversion ca. 150 KB; Printversion 220 KB) Beate Escher Bilder von toten Fischen, die mit dem Bauch nach oben an das Ufer gespült werden, wer kennt sie nicht. Sie führen uns auf drastische Weise vor Augen, welche fatalen Auswirkungen Unfälle mit Chemikalien auf Lebewesen in Gewässern haben können. Unsere Umwelt wird jedoch auch durch geringe Chemikalienkonzentrationen kontinuierlich und leider meist unbemerkt beeinflusst. Deshalb ist es wichtig herauszufinden, wie genau Schadstoffe in Lebewesen reagieren. Ziel unserer Arbeit ist es, die verschiedenen primären Wirkmechanismen von Reaktivchemikalien mit Hilfe eines bakteriellen Testsystems zu erkennen, um so eine Risikoklassifizierung der Chemikalien vornehmen zu können. |
| Bakterielle Biosensoren zur Bestimmung
von Arsen im Trinkwasser (Screenversion ca. 250 KB; Printversion 790 KB) Jan Roelof van der Meer Weltweit stellt Arsen eine der bedeutendsten anorganischen Verunreinigungen im Trinkwasser dar. Besonders alarmierend ist die Situation in Bangladesch, wo über eine Million Menschen schon heute an Arsenvergiftung leiden. Um jeden einzelnen der etwa neun Millionen Trinkwasserbrunnen in privaten Haushalten zu untersuchen, ist eine kostengünstige, zuverlässige und sensible Methode erforderlich. Aus diesem Grund hat ein Team der EAWAG einen neuen Biosensor für Arsen entwickelt. Der Papierstreifen-Test verwendet genetisch veränderte Bakterien, die sogar bei niedrigen Arsenkonzentrationen eine Blaufärbung produzieren. Die EAWAG hat für diesen Biosensor ein Patent angemeldet. |
| Abwehrgene als Schadstoffindikatoren
(Screenversion ca. 240 KB; Printversion 690 KB) Beat Fischer Durch Belastung mit bestimmten Schadstoffen werden in Zellen von Pflanzen und Tieren verschiedene giftige Sauerstoffderivate gebildet, darunter so genannter Singulett-Sauerstoff. Glücklicherweise besitzen die Zellen meist sehr spezifische molekulare Abwehrmechanismen, die ihnen helfen, mit dieser Gefahr umzugehen. An der EAWAG wird derzeit genauer untersucht, wie sich die einzellige Grünalge Chlamydomonas reinhardtii bei Anwesenheit von Singulett-Sauerstoff verhält. Langfristiges Ziel ist es, einen Biosensor zum Nachweis von Singulett-Sauerstoff zu entwickeln und damit indirekt auf die Schadstoffbelastung schliessen zu können. |
| Neue Wege bei der Analyse der Trinkwasserqualität
(Screenversion ca. 130 KB; Printversion 170 KB) Annette Rust Trinkwasser wird routinemässig auf das Vorkommen von Bakterien mit der Kultivierungsmethode untersucht. Problematisch bei dieser Methode ist der grosse Zeitbedarf. Die Ergebnisse liegen frühestens nach einem Tag vor. An der EAWAG wird deshalb momentan eine schnellere Methode entwickelt. Der Einsatz neuer, molekularer Techniken scheint dabei viel versprechend, die Ausarbeitung der Methode ist jedoch eine knifflige Angelegenheit. |
| Das Anammox-Verfahren zur Stickstoffentfernung
in Kläranlagen (Screenversion ca. 160 KB; Printversion 300 KB) Christian Fux Die Schweiz als Rhein-Anliegerstaat hat sich verpflichtet, den Stickstoffexport in die Nordsee zu verringern. Auf Kläranlagen wird dies heutzutage meist durch eine kostspielige Erweiterung der biologischen Hauptstufe erreicht. In den 90er Jahren deuteten aber mehrere Berichte darauf hin, dass auch unter ganz unerwarteten Betriebsbedingungen Stickstoff eliminiert werden kann. Dies ist auf eine erst seit kurzem bekannte Bakteriengattung zurückzuführen, die auch in einer Schweizer Kläranlage gefunden wurde. Auf der Basis dieses Wissens entwickelten die Verfahrenstechniker anschliessend ein neues Verfahren, das eine nachhaltige Stickstoffentfernung ermöglicht. |
| Genetische Diversität von
Daphnien in alpinen Seen (Screenversion ca. 130 KB; Printversion 200 KB) Monika Winder, Piet Spaak Bereits seit mehr als 100 Jahren wird die Diversität des Zoo- und Phytoplanktons alpiner Seen eingehend untersucht. Heute ist allgemein akzeptiert, dass die Artenvielfalt der Planktongemeinschaften mit zunehmender Höhenlage abnimmt. Wir wollten wissen, ob sich diese Aussage auch auf Populationsebene übertragen lässt und haben dies an einem typischen Zooplanktonorgansimus, dem Wasserfloh, untersucht. Dazu bestimmten wir die genetische Diversität von 11 Wasserflohpopulationen aus unterschiedlich hoch gelegenen Bergseen. Es zeigte sich, dass die genetische Diversität sehr heterogen war. |
| In Kürze (Screenversion ca. 130 KB; Printversion 400 KB) |
Wünsche und Anregungen sind an die EAWAG news Redaktion Martina Bauchrowitz zu richten.