Dipl.-Biol. Christoph Singer
Untersuchungen zur Induktion metallbindender Proteine und Hitzeschockproteine in Dreikantmuscheln (Dreissena polymorpha) durch die Platingruppenelemente Platin, Palladium und Rhodium

Seit Mitte der 80iger Jahre des vergangenen Jahrhunderts werden in Deutschland Autoabgaskatalysatoren eingesetzt. Sie tragen einen großen Anteil zur Verbesserung der Luftqualität in den letzten Jahren bei, indem sie Stickoxide, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe aus dem Abgas durch Oxidations- und Reduktionsvorgänge in unschädlichere Stoffe umwandeln. Allerdings hat sich auch herausgestellt, dass während des Betriebs der Autoabgaskatalysatoren geringe Mengen der katalytisch wirksamen Platingruppenmetalle (PGM) Platin, Palladium und Rhodium in die Umwelt abgegeben werden. Über deren Toxizität und Verfügbarkeit für die Biosphäre stehen jedoch erst sehr wenige Daten zur Verfügung. Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit die Aufnahme dieser Metalle durch einen etablierten Bioindikator (Dreikantmuschel (Dreissena polymorpha)) exemplarisch untersucht. Vor allem die Induktion von Biomarkern, wie Hitzeschockprotein 70 (HSP 70) als Indikator für Proteotoxizität und allgemeinen Zellstress, und Metallothionein (MT) als spezifischer Indikator für Schwermetallbelastung in den Muscheln waren Gegenstand der Untersuchungen. Ziel der Arbeit war es, zunächst die Aufnahme gelöster PGM in die Muscheln nachzuweisen und erste Reaktionen auf Ebene der gewählten Biomarker zu überprüfen. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Muscheln die eingesetzten Metalle aufnahmen und stark im Weichgewebe anreicherten. Analog hierzu stellten sich die untersuchten PGM als potente Induktoren der HSP 70-Synthese heraus, die Effekte übertrafen die durch konventionelle Schwermetalle (Cd, Pb) hervorgerufenen um ein Vielfaches. Auch die Metallothioneingehalte wurden durch Pt und Pd stark erhöht, während Rh hier keinen Effekt auszulösen vermochte. Jedoch blieben die festgestellten Effekte geringer als die durch Cadmium ausgelösten. In der Arbeit konnte zum einen gezeigt werden, dass Dreikantmuscheln die eingesetzten Metalle aufnehmen und stark anreichern, zum anderen konnte auch erstmals nachgewiesen werden, dass damit klare toxische Effekte für die Muscheln einhergehen. Weitergehende Studien zur Toxizität sind aufgrund der fehlenden Datengrundlage dringend zu empfehlen.

Preisgeld: 2.500 € für Dipl.-Biol. Christoph Singer – Diplomarbeit