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LABORWELT 

Nr. 5 / 2006 - Vol. 7 Das -Themenheft 

Metagenomics: 

Strategien zur 

Optimierung 

Weiße Biotechnologie: 

Stammoptimierung 

mit Recombineering 

Microbial Genomics 

HT-Sequencing: 

Erster Blick in marine 

‚Rare Biospheres‘ 

Marktübersicht: 

DNA-Sequenzier- 

Maschinen 

Biotechnologisches 

Potential von Alcanivorax 

borkumensis 

Anwendungspotentiale 

der Pathogenomics 

Netzwerk GenoMik- 

Plus Bielefeld 

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Genome Sequencer 20 Amplicon Software screen. 

The histogram shows the deviations between read consensus 

sequences and reference sequences. In addition, the 

software displays the corresponding alignment of reads 

and reference sequences for comparison purposes. 

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Genome Sequencer 20 System 

Accelerate Amplicon Analysis 

Clonal sequencing of amplicons enables ultra-deep genetic analysis at levels 

of sensitivity not previously possible. 

Cancer Research 

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and sensitivity.* 

� Study DNA methylation patterns with high precision. 

Resequencing for Medical Research 

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� Deconvolute complex populations of sequence data. 

� Eliminate tedious and expensive manual analysis of mixed chromatograms. 

First to the finish with ultra-deep analysis of amplicons — 

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*Thomas, R. et al., Nature Medicine advance online publication, 25 June 2006 (doi:10.1038/nm1437) 

Roche Diagnostics GmbH 

Roche Applied Science 

68298 Mannheim 

Germany

� 

Zum Thema 

� 

Investition in Forschung 

In Berliner U-Bahnhöfen gibt es sogar Werbung für sie, denn sie soll 

ein positives Signal setzen – die Ende August angekündigte High- 

Tech-Strategie der Bundesregierung. Auch Life Science-Themen wie 

die Nanobiotechnologie, Genomics, Systembiologie und die Weiße 

Biotechnologie finden sich unter den 17 ausgewählten Spitzentechnologien, 

mit denen sich Deutschland bis 2020 unter den Weltbesten 

plazieren will. Dazu sollen Berührungsängste von Wissenschaft und 

Unternehmen abgebaut und Gesetzesballast, der den Fortschritt bremst, 

über Bord geworfen werden. Es herrscht Aufbruchstimmung. 

Daß dies nicht immer so war – auch nicht in der Weißen Biotechnologie 

– davon weiß der inzwischen emeritierte Prof. Karl-Otto Stetter 

zu berichten. Nachdem Stetter – seines Zeichens Pionier bei der Erforschung 

extremophiler Mikroorganismen und darin zu findender 

industriell interessanter Enzyme – Anfang der achtziger Jahre erfolglos 

in Deutschland versucht hatte, seine Entdeckungen an die Industrie zu 

verkaufen, sprach er mit zwei kalifornischen Forscherkollegen. Binnen 

14 Tagen hatten diese das erreicht, was im damals für die Gentechnik 

ungemütlichen Deutschland nicht möglich erschien. „Ein Milliardär 

investierte 200.000 Dollar und wir konnten eine Firma gründen“ beschreibt 

Stetter die Entstehung der US-Firma Diversa. 

Gut 20 Jahre nach der Pioniertat und nach ausgiebiger Patentierung 

medizinisch und industriell interessant erscheinender Genaktivitä- 

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www.biocom.de oder auf unserer Fax-Seite (S. 52). Wenn 

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erhalten umgehend Informationen unserer Inserenten. 

ten durch US-Unternehmen, die die meisten der 300 sequenzierten 

mikrobiellen Genome entziffert haben, will Deutschland mit der 

High-Tech-Strategie in der Roten und Weißen Biotechnologie durchstarten. 

Von den Erfolgen berichtet dieses Heft – aber auch von einer 

Industrie-Initiative, die künftig helfen soll, solche Zukunftsthemen 

rechtzeitig aufzuspüren, damit frühzeitig in die Forschung investiert 

werden kann. 

Acht normalerweise konkurrierende globale Anbieter für Laborgeräte 

und Reagenzien bündeln ihre Marktforschung, um Markttrends und 

die Beteiligung deutscher Wissenschaftler an Zukunftsthemen anhand 

belastbarer Daten abzubilden. Der Mitte September gestartete Wirtschaftsverband 

„VDGH-Arbeitsgemeinschaft Life Science Research“ 

(VDGH-LSR AG) will gemeinsam mit Wissenschaftlern für höhere und 

effizientere Forschungsausgaben streiten, um den Life Sciences zu einer 

höheren Wertschöpfung zu verhelfen (siehe Seite 4). 

Ob die Wirtschaftsinitiative, die Regierungsinitiative und die Forscher 

mit dem gleichen Ziel vor Augen zusammenkommen werden, könnte 

künftige Erfolge Deutschlands in den Life Sciences beeinflussen. 

Thomas Gabrielczyk 

Biofilm des erdölabbauenden Bakteriums Alcanivorax 

borkumensis SK2. Vereinzelt wachsen Zellen in langen 

Aggregaten aus der Oberfläche der Biofilme heraus. 

© Photo: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung 

Kennziffer 11 LW 05 · Informationen ordern? · www.biocom.de 

I N T R O 

INHALT 

S T A T E M E N T 

� Eine neue Interessenvertretung für die 4 

Life Science-Forschung 

Dr. Peter Quick, VDGH-Arbeitsgruppe Life Science Research 

� B L I T Z L I C H T 

Metagenomics: von der Grundlagenforschung 6 

zur Anwendung 

Dr. Patrick Lorenz et al., BRAIN AG, Zwingenberg 

W I S S E N S C H A F T 

� Pathogenomics – zwischen 12 

Pathogenitätsforschung und Biotechnologie 

Prof. Dr. Jörg Hacker, Univ. Würzburg; Dr. Holger Brüggemann, 

Institut Pasteur, Paris; Prof. Dr. Gerhard Gottschalk, Universität 

Göttingen 

T E C H-T R A N S F E R 

� Lichtscheiben-Mikroskopie in der molekularen 18 

Zellbiophysik 

Dr. Ernst Stelzer, Philipp Keller, EMBL, Heidelberg 

B L I T Z L I C H T 

� High Throughput-Sequencing: Abschätzung der 22 

Artenzahl und -vielfalt mariner Mikroorganismen 

Dr. Burkhard Ziebolz, Roche Diagnostics GmbH, Mannheim 


� Manipulation des E. coli-Chromosoms zur 25 

Optimierung von Produktionsstämmen 

Dr. Tim Zeppenfeld, Dr. Harald Kranz, Gene Bridges GmbH, 

Heidelberg 

N E T Z W E R K 

� Startschuß für das Bielefelder 28 

GenoMik-Plus-Netzwerk 

Dr. Werner Selbitschka, Prof. Dr. Alfred Pühler, Univ. Bielfeld 


� Alkan-Biodegradation mit Alcanivorax 

borkumensis SK2 33 

Dr. Vitor Martins dos Santos, Prof. Dr. Kenneth Timmis, 

HZI, Braunschweig; Dr. Susanne Schneiker, Prof. Dr. 

Alfred Pühler, Universität Bielefeld 


� Tagungsbericht: ‚From Functional Genomics to 39 

Natural Products of Marine Microorganisms‘ 

Prof. Dr. Thomas Schweder, Universität Greifswald 

M A R K T Ü B E R S I C H T 

� DNA-Sequenziermaschinen 40 

� Stellenmarkt 43 

� Verbände 49 

� Produktwelt 50 

� Fax-Seite 52 

� Termine/Impressum 54 

LABORWELT 7. Jahrgang | Nr. 5/2006 | 3

Statement 

� 

Weltweit erforschen knapp 300.000 Wissenschaftler 

die Struktur, die Funktion und das 

Verhalten der lebenden Organismen. Etwa 

7% dieser weltweiten Gemeinschaft arbeitet 

in Deutschland. Die Fortschritte der Life 

Science-Forschung werden auch durch die 

Hersteller von Instrumenten, Reagenzien, 

Testsystemen und Verbrauchsmaterialien 

unterstützt, die auf die Anforderungen der 

Wissenschaftler zugehen. Der Weltmarkt 

für Life Science-Forschungsprodukte wird 

auf 18,6 Milliarden Euro geschätzt. 

Life Science Research beinhaltet Grundlagen- 

und angewandte Forschung in allen 

Bereichen der Lebenswissenschaften, 

von der Medizin bis zur Landwirtschaft. 

Jeder Wissenschaftler geht einer im Detail 

einzigartigen Fragestellung nach. 

Entsprechend stehen viele Tausend Forschungsprodukte 

zur Verfügung, die in 

geeigneter Kombination die experimentelle 

und angewandte Forschung beschleunigen 

und reproduzierbare Ergebnisse sichern 

können. 

Durch die immanente Veränderung der 

Forschung unterliegt dieses differenzierte 

Angebot einem enormen Innovationsdruck, 

und die Hersteller investieren 8% 

bis 14% ihrer Erlöse in eigene Forschung 

und Entwicklung. 

Wirtschaftlichkeit wird dabei durch die 

Ausrichtung der Hersteller auf den weltweiten 

Markt gesichert. In Marktstudien, 

die auf „Core Biotech“ oder „Dedicated 

Biotech“ ausgerichtet sind, werden sie als 

forschende Unternehmen, Hersteller oder 

Dienstleister aber bisher nur unzureichend 

berücksichtigt. 

Die staatlichen und privaten Forschungszentren, 

Universitätslaboratorien, Zentren 

der Helmholtz-Gemeinschaft, Max-Planck- 

Institute, forschenden Firmen aus Pharmazie, 

Biotechnologie und Diagnostik setzen 

die von den Herstellern angebotene breite 

Palette an Analysesystemen und Reagenzien 

ein. Damit leisten die Life Science 

Research-Unternehmen einen wesentlichen 

Beitrag zur Stärkung der deutschen 

Forschung und Wirtschaft. Sie entwickeln 

in enger Abstimmung mit den anwendenden 

Wissenschaftlern neue Diagnose- und 

Analyse-Methoden, schaffen und erhalten 

L E S E R F O R U M 

Neue Interessenvertretung für 

die Life Science-Forschung 

Dr. Peter Quick, Life Science Research Arbeitsgruppe 

innerhalb des Verbandes der Diagnostica-Industrie e.V. 

hochqualifizierte Arbeitsplätze, stärken 

die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts 

Deutschland. 

Stärkung des Forschungsstandortes 

Deutschland 

Jeder führende Hersteller hat vertieften 

Einblick in den regionalen und globalen Bedarf 

der Labors im Bereich seiner jeweiligen 

Schwerpunkte und in die technologischen 

und anwendungsorientierten Trends. 

Eine wettbewerbsneutrale Kombination 

dieser Daten kann Transparenz der Forschungsausgaben 

und Orientierung für alle 

Verantwortlichen in der Life Science-Forschung 

schaffen, zum Nutzen der Wissenschaft 

und ihrer Verbände, im Interesse der 

Forschungsförderung, der Biotechnologie, der 

politischen Entscheider und der „Life Science 

Research-Unternehmen“ selbst. Im globalen 

Wettbewerb der Forschungsnationen kann 

das Wissen der Life ScienceResearch-Unternehmen 

in Deutschland zu einem entscheidend 

positiven Standortfaktor werden. 

Deshalb haben acht Firmen in Deutschland 

eine Interessenvertretung gegründet und 

laden von heute an Unternehmen und Forscher 

zum Gespräch ein. Rund einhundert 

Life Science Research-Unternehmen sind in 

Deutschland tätig, sie sind alle zur Mitarbeit 

eingeladen – unabhängig von ihrer Größe! 

Der deutsche Markt umfaßt etwa 1,3 Milliarden 

Euro, und bei rund 100 Life Science 

Research-Spezialisten sind mindestens 6.000 

Mitarbeiter beschäftigt. Bei den Gründungs- 

Unternehmen der Life Science Research 

Arbeitsgemeinschaft (LSR AG) allein gibt es 

2.800 Arbeitsplätze; ihre Zahl hat sich in den 

letzten fünf Jahren – und gegen den Trend 

bei den sozialversicherungspflichtigen Arbeitsplätzen 

in Deutschland – um rund 9% 

erhöht. 

Der Verband der Diagnostica-Industrie 

e.V. (VDGH) hat sich über Jahrzehnte in der 

Interessenvertretung von Wirtschaftsverbänden 

bewährt. Seine kompetente Führung und 

Infrastruktur stellen wettbewerbsrechtliche 

Neutralität sicher. So kann sich die Arbeitsgruppe 

der LSR-Unternehmen unter dem 

Dach des VDGH vollständig ihren Zielen 

widmen: 

Dr. Peter Quick (53) studierte Biologie 

in Heidelberg und Stuttgart-Hohenheim, 

konzentrierte sich auf Fragen der Steuerung 

differentieller Genaktivität und 

promovierte 1982. Er beginnt seine berufliche 

Laufbahn im Markt für Forschungsprodukte 

bei der Amersham Buchler 

GmbH & Co. KG in Braunschweig, die ihn 

bis zur Gesamtverantwortung Medizinprodukte 

führt. 1992 gründet Quick als 

kaufmännischer Geschäftsführer die Kodak 

Diagnostik in Deutschland. Nachdem 

KODAK 1994 alle Unternehmungen im 

Gesundheitswesen verkauft um sich auf 

die Bildverarbeitung zu konzentrieren leitet 

Quick den Bereich Johnson & Johnson 

Clinical Diagnostics in Neckargemünd. Er 

engagiert sich seit Jahren mit Nachdruck 

für die breitere Vermittlung biologischen 

Wissens in der Gesellschaft und für eine 

bessere Information des Bürgers über 

die Bedeutung des biotechnologischen 

Fortschritts. Der gebürtige Lübecker ist 

Geschäftsführer der Promega GmbH, die 

er im April 1997 in Mannheim als Tochter 

des US-amerikanischen Unternehmens 

in Deutschland startet. Quick ist Pressesprecher 

der VDGH LSR AG. 

1. Zunächst Verdopplung ihrer Mitgliederzahl 

und Gestaltung einer starken 

Interessenvertretung 

2. Vertiefung der Marktforschung 

3. Gespräche mit den wissenschaftlichen 

Verbänden und den Organisationen der 

Forschungsförderung 

4. Austausch und Diskussion forschungsrelevanter 

Themen unter Einbeziehung 

ethischer und rechtlicher Fragen 

5. Unterstützung hoher Standards in Produkt- 

und Anwendungsqualität 

6. Gespräche mit den politisch Verantwortlichen 

zur Strategie bei der Forschungsförderung. 

Von zentraler Bedeutung für die Arbeit der 

LSR AG wird es sein, Transparenz hinsichtlich 

der tatsächlichen Forschungsausgaben 

zu schaffen. Dies heißt, zu fragen: Wie weit 

sind wir in Deutschland und Europa von 

4 | 7. Jahrgang | Nr. 5/2006 LABORWELT

dem Ziel entfernt, die Forschungsausgaben in der Europäischen 

Union bis zum Jahr 2010 auf drei Prozent des Bruttoinlandsproduktes 

aller EU-Mitgliedsländer zu steigern? Welchen Stellenwert 

erreicht die Förderung der Life Science-Forschung dabei tatsächlich? 

Denn dies sind Fragen, die die Höhe der Sach- und Personalmittel 

für die Forschung und damit ihre Möglichkeiten direkt berühren. 

Nutzen für die Life Science-Forschung 

Unlängst hat die die Politik lautstark den Beschluß neuer Forschungsförderungsprogramme 

– aktuell verknüpft mit der „Hightech-Strategie“ 

– verkündet. Doch anders als in den USA ist nicht 

klar, welche Mittel wo, wann und wie tatsächlich ankommen. 3,6% 

der Ausgaben für die auf 17 Sektoren ausgerichtete High-Tech- 

Strategie ordnet das BMBF der Biotechnologie zu, 107,5 Mio. a pro 

Jahr. Bezogen auf die etwa 4,3 Milliarden a, die in Deutschland 

jährlich insgesamt in die Infrastruktur und Aktivitäten der Life- 

Science-Forschung aus privater und öffentlicher Hand fließen, 

wächst der Rahmen also nur um 2,5%, – vorausgesetzt es handelte 

sich tatsächlich um zusätzliche Mittel. Deshalb sind die konkreten 

Programme genau zu verfolgen und zu diskutieren; denn nur wenn 

die Aufwendungen für die Gesundheitsforschung und Medizintechnik, 

Nanotechnologien, Pflanzenforschung und Maritimen 

Technologien zusätzliche Brücken in die Life-Science-Forschung 

schlagen, kann Deutschland spürbar zu den führenden Ländern 

in diesem Feld aufschließen und durch zusätzliche Wertschöpfung 

Geld zurück in die Life Science-Forschung und den Life Science 

Research-Markt fließen. 

Schlagkräftige Interessenvertretung 

Mit der Life Science Research Arbeitsgruppe innerhalb des VDGH 

(VDGH LSR AG) kann den Lebenswissenschaften in Deutschland zusätzliche 

Kraft zukommen. Als Hersteller von Forschungsreagenzien 

und Geräten für die Life Science-Forschung treten die Gründungsmitglieder 

– die Becton Dickenson GmbH, Bio-Rad Laboratories GmbH, 

Eppendorf AG, PerkinElmer LAS (Germany) GmbH, Promega GmbH, 

QIAGEN GmbH, Roche Diagnostics GmbH und Sigma-Aldrich Chemie 

GmbH – jetzt in Vorleistung. 

Tragen die Mitglieder der VDGH LSR AG alle wesentlichen 

Faktoren, die den Markt beeinflussen, in einem professionellen 

Rahmen zusammen, dann ermöglicht die frühzeitige, umfassende 

Information und Einbindung eine objektivierte Gewichtung 

inhaltlicher Diskussion, wie sie innerhalb einzelner Unternehmen 

schwer möglich ist. Die Interessenvertretung in einem hochwertigen 

Rahmen stärkt die Unabhängigkeit der Life Science Research-Unternehmen 

und ermöglicht durch die Entwicklung eines schlagkräftigen 

Wirtschaftsverbandes einen Austausch mit der Politik, 

dem Gesetzgeber, der Wissenschaft und den anderen Partnern zur 

Gestaltung eines gesunden, starken Life Science-Forschungsmarktes 

in Deutschland. 

Wettbewerbsmäßig neutral 

Dr. Hans Peter Fatscher, Director Global Customer Satisfaction bei der 

Qiagen GmbH, und Dr. Bhuwnesh Agrawal, Leitung Applied Science 

bei der Roche Diagnostics GmbH, sind die Sprecher der VDGH 

LSR AG. Dierk Meyer-Lüerßen, der Geschäftsführer des Verbandes 

der Diagnostica-Industrie e.V., moderiert die Arbeitsprozesse; als 

Rechtsanwalt achtet er strikt auf wettbewerbsmäßige Neutralität, 

denn erstmals beteiligen sich hier Unternehmen aus dem Life Science 

Research-Bereich, die klar im Wettbewerb zueinander stehen, 

im Interesse des Gesamtmarkts an einem Projekt. 

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LABORWELT © 2006 Wave Biotech, LLC. 7. Jahrgang All rights reserved. | Nr. 5/2006 | 5

Genomics 

� 


Metagenomics: von Grundlagenforschung 

zur Anwendung 

Dr. Patrick Lorenz, Dr. Jürgen Eck und Dr. Martin Langer 

BRAIN Aktiengesellschaft, Zwingenberg, Deutschland 

Bei der industriellen Anwendung biotechnologischer Verfahren, wie der Herstellung von Basis-, 

Fein- und Spezialchemikalien sowie Biokraftstoffen unter Nutzung isolierter Enzyme und mikrobieller 

Organismen in geschlossenen Systemen, spielt die Identifizierung oder Darstellung 

geeigneter Biokatalysatoren eine entscheidende Rolle. Mit dem globalen Trend industrielle 

Herstellungs- und Veredelungsprozesse zunehmend unter Einbeziehung biotechnologischer 

Methoden nachhaltiger sowie vor allem kosteneffizienter zu gestalten, werden geeignete, neu 

identifizierte Enzyme und Biokatalysatoren zunehmend wichtiger. Die vielversprechende genetische 

Ressource nicht-kultivierter Mikroorganismen mit ihrer unübersehbaren Vielfalt neuer, 

potentiell technisch anwendbarer Enzyme, Biokatalysatoren und Wirkstoffe ist dabei industriell 

von immer größer werdendem Interesse. Der durch die Metagenomik wesentlich verbesserte 

Zugang zu dieser vielversprechenden molekularen Diversität und biochemischen Kompetenz 

mikrobieller Systeme aus terrestrischen oder aquatischen Lebensräumen ist somit ein Schlüssel 

zum nachhaltigen Erfolg der Weißen Biotechnologie. 

Abb. 1: Eine DAPI-Färbung der DNA aller in einem Habitat (Bodenprobe) lebenden Mikroorganismen 

macht die hohe Diversität in dem Lebensraum sichtbar (unten links). Unter Laborbedingungen 

(unten rechts) ist nur ein verschwindender Teil der Mikroorganismen kultivierbar. Laut einer 

Publikation von Amann und Mitarbeitern [9] können aus einem Bodenhabitat nur etwa 0.3% der 

Bakterien klassisch mikrobiologisch kultiviert werden. Mehr als 99% der Bakterien sind somit bisher 

hinsichtlich ihrer bioaktiven Agenzien oder Biokatalysatoren nicht zugänglich gewesen. 

Enzyme und Biokatalysatoren finden schon 

seit einigen Jahren vielseitige Anwendungen 

in unterschiedlichsten Industrien 1 . Die globalen 

Umsätze mit industriellen Enzymen 

wurden für das Jahr 2003 auf insgesamt 2,3 

Milliarden US-$ geschätzt 2 . Davon entfielen 

789 Mio. US-$ auf Enzyme für Wasch- und Reinigungsmittel, 

634 Mio. US-$ auf Enzyme in 

Lebensmittelanwendungen, 376 Mio. US-$ auf 

den Bereich Landwirtschaft/Futtermittel, 237 

Mio. US-$ auf den Sektor Textilverarbeitung 

und kumulativ 222 Mio. US-$ auf die Holz- 

und Papierverarbeitung, Leder, Feinchemikalien 

und andere Anwendungen. Während 

Enzymanwendungen in den Lebensmittel-, 

Futtermittel- und Detergenz-Industrien sich 

meist auf eine übersichtliche Anzahl von 

Substraten (überwiegend Biopolymere) und 

Reaktionsklassen (überwiegend Hydrolysen) 

fokussieren, sind die Substrat- und Umsetzungsanforderungen 

im Bereich der Feinchemie 

ungleich komplexer. Entsprechend hoch 

ist der Bedarf an effizienten Biokatalysatoren 

unterschiedlichster Spezifitäten, so daß 

mittlerweile die Biokatalyse als chemosynthetisches 

Werkzeug einen festen Platz im 

Technologie-Portfolio vieler Unternehmen 

der chemischen Industrie einnimmt 3-5 . Die 

für die Biokatalyse interessanten Enzyme 

sind zur Zeit in ihrer Anzahl und Funktion 

sehr begrenzt, was die Identifizierung und 

Ausbeutung neuer Quellen, wie zum Beispiel 

des Metagenoms, nötig macht. 

Metagenomics: Technologie 

mit hoher Durchschlagskraft 

Erst vor einigen Jahren wurde der Begriff 

„Metagenom“ von Handelsman und Mitarbeitern 

geprägt 6 . Er beschreibt die Gesamtheit 

der isolierten Genome aller Mikroorganismen 

in einem Habitat (z.B. Boden, Termitendarm, 

Meerwasser, Wiederkäuermagen) zu einem 

gegebenen Zeitpunkt. Unter Metagenomics 

wird entsprechend die Anwendung der Technologien 

und Konzepte der Genomforschung 

auf Konsortien nicht-kultivierter Mikroorganismen 

zusammengefaßt. 

Das primäre Ziel dieser jungen Technologie 

ist die vollständige Klonierung der mikrobiellen 

genetischen Information in geeignete 

Vektoren (z.B. Plasmide, Cosmide, BACs) und 

die Erstellung rekombinanter „Metagenombanken“ 

in gut kultivierbaren Ersatzwirten 

wie dem Darmbakterium E. coli. In iterativen 

Screening-Kampagnen werden diese Banken 

nach neuartigen Genen und Genprodukten 

für die Verwendung in diversen industriellen 

Anwendungsgebieten durchmustert 7,8 . 

Dem Metagenom-Ansatz kommt deshalb 

eine hohe Wertstellung zu, weil die überwiegende 

Anzahl – oft mehr als 99% – aller in 

der Natur vorkommenden Mikroorganismen 

Kennziffer 13 LW 05 · www.biocom.de � 


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isher nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand 

isoliert und im Labor kultiviert werden 

kann 9-11 , was eine biotechnologische Nutzung 

bislang ausschloß (Abb. 1). Durch die direkte 

Klonierung und die Expression von DNA aus 

beliebigen Habitatproben ermöglicht die Metagenom-Technologie 

erstmals eine industrielle 

Nutzung neuartiger Enzyme und Wirkstoffe 

aus allen natürlichen Quellen 12-15 . Dabei ist eine 

breite taxonomische Abdeckung innerhalb 

eines Metagenoms gewährleistet, was eine 

hohe Diversität auch bei den gesuchten Biokatalysatoren, 

Enzymen oder Syntheseclustern 

erwarten läßt (Abb. 2). 

Der Innovationsmotor der 

Weißen Biotechnologie 

Angesichts sich global verknappender Energie- 

und Rohstoffreserven erscheint eine 

ressourcenschonende und umweltfreundliche 

Nutzung nachwachsender Rohstoffe und 

die Herstellung neuer Bio-basierter Produkte 

ökonomisch und ökologisch wünschenswert. 

Zunehmender Kostendruck und sich 

verlagernde Zielmärkte setzen insbesondere 

die in Europa starke chemische Industrie 

unter Druck, innovative und hochwertige 

neue Produkte zu lancieren 16 . Darin liegt 

unter anderem auch das Interesse an der 

Metagenom-Technologie begründet. Die wesentlichen 

Treiber lassen sich dabei mit den 

Schlagworten (1) „Molekulare Neuheit/Patentierbarkeit“, 

(2) „Idealer Biokatalysator“, 

(3) „Funktionelle Diversität“ und (4) „Zugang 

zu neuen Naturstoffen“ zusammenfassen: 

1 Für manche Massenanwendungen, wie 

zum Beispiel den Einsatz von Enzymen 

als funktionelle Bestandteile von Hochleistungswaschmitteln 

sind bestimmte 

Enzyme hervorragend geeignet und hin- 


sichtlich ihrer Effizienz und industriellen 

Produktionskosten weitgehend optimiert. 

Dies gilt bei Wasch- und Reinigungsmitteln 

insbesondere für die Gruppe der Subtilisine. 

Somit ist es für innovative industrielle 

Anwendungen nötig, im Metagenom nach 

neuen Enzymen mit anderen Sequenzen 

aber ähnlichen Aktivitäten zu suchen, die 

dann patentrechtlich geschützt und industriell 

verwertet werden können. 

2 Um auf die bekannten Vorteile einer enzymatischen 

Substratumsetzung – Chemo- 

und Regio-Selektivität, Chiralität – nicht 

zu verzichten, müssen enzymatische Pro- 

Abb. 3: Aktivitätsbasiertes Screening nach Biokatalysatoren. Esterasen und Lipasen wurden in 

einem Hochdurchsatz-Primärscreening auf dem Substrat Tributyrin identifiziert und dann entsprechend 

in einem Validierungsexperiment klassifiziert und verifiziert. Hitraten von Esterasen 

und Lipasen in Metagenom-Bibliotheken sind von vielen Faktoren abhängig. Eine Zusammenfassung 

verschiedener Experimente gibt die Tabelle 1 (s. S. 10). 

Abb. 2: Darstellung der Diversität isolierter Metagenom-Boden-DNA. Die Boden-DNA wird enzymatisch 

verdaut und in Cosmide kloniert. Die Cosmid-DNA wird anschließend in E. coli transformiert 

und ausplattiert. Eine Restriktionsanalyse der Cosmide zeigt, wie divers die so entstandene 

Metagenom-Bibliothek ist. Mittels 16S-Analytik kann diese Diversität in Form eines Stammbaumes 

dargestellt werden. Aus verschiedensten, taxonomisch weit voneinander entfernten Mikroorganismen 

sind in der Metagenom-Bibliothek Sequenzen identifiziert worden. Die Skalierung 

stellt 0,1 Austausche pro 100 bp der 16S-rDNA dar. M ist der Größenmarker in kbp. 

zesse unter Bedingungen ablaufen, welche 

unter chemischen Gesichtspunkten (z.B. 

hinsichtlich Edukt- und Produkt-Stabilität, 

-Löslichkeit, etc.) suboptimal sein mögen, 

die Enzymkatalysatoren aber nicht zu 

schnell denaturieren und damit inaktivieren. 

Gesucht werden daher robuste und 

leistungsfähige Enzyme. 

3 In der Feinchemie-Industrie ist eine Spezialisierung 

auf bestimmte Reaktionstypen 

und Verbindungsklassen sinnvoll und 

verbreitet. In der kurzen Zeitspanne der 

Festlegung einer industriellen Syntheseroute 

für ein Synthon kann die Biokatalyse 

im Wettbewerb mit der klassischen 

chemischen Synthese nur dann zum Zuge 

kommen, wenn für eine spezifische Reaktionsklasse 

eine umfangreiche und diverse 

Sammlung von vorevaluierten Biokatalysatoren 

(Enzymbank) zur Verfügung steht, 

die innerhalb weniger Wochen analytisch 

auf Substratumsatz getestet werden kann. 

Der molekulare und funktionelle Reichtum 

des Metagenoms ist geradezu prädestiniert, 

um in diesem Sinne umfangreiche 

Enzymbanken aufzubauen. 

4 Zahlreiche pharmakologisch aktive Sekundärmetaboliten 

werden von Bakterien in 

komplexen mikrobiellen Konsortien oder 

Habitaten (zum Beispiel Schwämmen) 

gebildet, die im Labor nicht ohne weiteres 

nachzustellen sind 17 . In diesen Fällen ist 

es die direkte Klonierung und Expression 

der Synthesegene der für die Metabolitenbildung 

verantwortlichen Enzyme 

(oft organisiert in Syntheseclustern) aus 



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metagenomischer DNA, die einen rekombinanten 

Zugang zu diesen wertvollen 

Substanzen ermöglichen kann. 

Aktivitätsbasiertes Screening: 

Schlüssel zum Erfolg 

Die Identifizierung von interessanten Genen 

im Metagenom kann auf verschiedenen Wegen 

erfolgen. Neben der Sequenzierung ganzer 

Banken klonierter Metagenom-DNA und funktioneller 

in silico-Annotation durch computerbasierte 

Algorithmen 18 sind Verfahren verbreitet, 

welche die Basenkomplementarität der 

DNA nutzen, um durch Sondenhybridisierung 

und PCR-Verfahren Gene mit Ähnlichkeiten zu 

bereits bekannten Sequenzen zu identifizieren 

und zu amplifizieren 12 . Die größte Chance, 

sequenzneue (= patentierbare) und aktiv 

exprimierbare Gene in Metagenombanken 

zu finden, besteht beim Aktivitäts-basierten 

Screening, das heißt der Identifizierung von 

rekombinanten Klonen, die eine zusätzliche 

enzymatische Aktivität dadurch zeigen, daß 

sie entsprechende metagenomische DNA 

aufgenommen haben (Abb. 3, S. 8). 

Abhängigkeiten bei 

Wiederfindungsraten 

Aus dem Aktivitäts-Screening bekannter 

Bakterienisolate sowie aus zahlreichen kom- 


plett sequenzierten mikrobiellen Genomen 

kann man die Häufigkeiten bestimmter 

Enzymklassen in unbekannten Genbanken 

abschätzen. 

In metagenomischen Expressionsbanken 

verschiedener mikrobieller Quellen wird 

jedoch nur ein Bruchteil der zu erwartenden 

Enzymgene identifiziert oder von den rekombinanten 

Klonen exprimiert. Solche Aktivitätsbasierten 

Screenings sind häufig wirtsspezifischen 

Beschränkungen durch die heterologe 

Genexpression im Expressionswirt (z.B. bei 

E. coli) unterworfen. Zusätzlich fallen bei Verwendung 

unterschiedlicher Genbanken und 

abhängig von den Enzymklassen erheblich 

divergierende Wiederfindungsraten auf. Unter 

Bezug auf Klonierungen in vergleichbaren 

Plasmidvektoren und dem Expressionswirt E. 

coli konnten für Esterasen unter Verwendung 

des Substrates Tributyrin sehr unterschiedliche 

Hitraten zwischen einem aktivem Klon pro 6 

Mbp (Millionen Basenpaare) beziehungsweise 

147 Mbp klonierter Metagenom-DNA erzielt 

werden 8 . Bei Annahme der gleichen Abundanz 

der Esterasen in allen Genomen sind 

die signifikant unterschiedlichen Ergebnisse 

Ausdruck der divergierenden Exprimierbarkeit 

der metagenomischen Enzymgene aus 

verschiedenen Habitaten. 

Eine Zusammenfassung weiterer aktivitätsbasierter 

Durchmusterungen nach 

Biokatalysatoren in Metagenomen gibt die 

Tabelle 1. Auffällig ist hier, daß zum Beispiel 

Cellulasen insbesondere in Metagenomen aus 

Kuhdarm mit neun Hits pro Megabasenpaare 

(Mbp) sehr häufig gefunden wurden, was ein 

„rationales Bioprospecting“, also eine gezielte 

Probennahme in vielversprechenden Biotopen 

auch bei Metagenom-Ansätzen sinnvoll 

erscheinen läßt, da zum Beispiel davon 

auszugehen ist, daß im Darm pflanzenfressender 

Wiederkäuer zahlreiche Celluloseabbauende 

Mikroorganismen vorkommen. 

Beim Screenen nach Amylasen, welche in 

Metagenomen aus verschiedenen Bodenproben 

gesucht wurden, fallen – ähnlich wie bei 

den Esterasen – signifikante Unterschiede 

in der Hitrate auf, welche zwischen einem 

aktiven Klon in 13 Mbp bzw 400 Mbp liegt. 

Noch schwieriger lassen sich zur Zeit Enzyme 

wie Proteasen, Dehydrogenasen oder Dehydratasen 

darstellen, wo ein aktiver Klon unter 

mehr als 1.000 Mbp durchmusterter DNA 

gefunden wurde, was mit einem erheblichen 

Screeningaufwand einhergeht. 

Möglichkeiten, hier optimierend einzugreifen, 

bestehen zum Beispiel in der Anreicherung 

von Gruppen interessierender 

Mikroorganismen, das heißt einer klassischen 

mikrobiologischen Technik, bei der zum 

Beispiel durch das Angebot an bestimmten 

Nährstoffen gezielt solche mikrobiellen 

Konsortien angereichert werden, die diese 

Substrate zum Wachstum nutzen können. 

Tab. 1: Beispiele des aktivitätsbasierten Metagenom-Screenings nach industriell relevanten Enzymen und Biokatalysatoren (nach [8], modifiziert) 

Beschriebene Aktivität Untersuchtes Habitat Anzahl untersuchter Untersuchter Anzahl aktiver Untersuchte Untersuchte Mbp 

Klone/Plaques Genbankumfang [Mbp] Klone Klone pro Hit pro aktivem Klon 

Esterase/Lipase Waldboden 67.000 536 98 684 6 

Esterase/Lipase Waldboden 19.968 799 47 425 17 

Esterase/Lipase Sandboden 29.884 903 49 610 18 

Esterase/Lipase Sandboden 25.344 1.014 29 874 35 

Esterase/Lipase Boden 3.648 100 2 1.824 50 

Esterase/Lipase Teichwasser 33.000 125 13 2.538 10 

Esterase/Lipase Boden 33.700 1.179 8 4.212 147 

Esterase/Lipase Kuhpansen 14.000 77 12 1.167 6 

Esterase/Lipase Meerwasser 12.000 70 5 2.400 14 

Alkohol Oxidoreductase Boden 900.000 2.700 15 60.000 180 

Alkohol Oxidoreductase Boden / Anreicherung 400.000 1.600 10 40.000 160 

Dehydrogenase Boden 930.000 5.580 5 186.000 1.116 

Amidase Boden / Anreicherung 193.000 965 7 27.570 138 

Amylase Boden 80.000 400 1 80.000 400 

Amylase Boden 3.648 100 8 456 13 

Amylase Boden 30.000 105 1 30.000 105 

Cyclodextrinase Kuhpansen 14.000 77 1 14.000 77 

Biotin Synthese Boden / Anr. aus Exkrement 50.000 1.750 7 7.143 250 

Protease Boden 100.000 1.000 1 100.000 1.000 

Cellulase Kuhpansen 14.000 77 9 1.556 9 

Cellulase Biogasfermenter 15.000 k.A.m. 12 1.250 k.A.m. 

Chitinase Meerwasser 825.000 4.125 11 75.000 344 

Dehydratase Boden / Sediment Anr. 560.000 2.240 2 280.000 1.120 

β-Lactamase Boden 80.000 400 4 20.000 100 

β-Galactosidase Boden 160.000 540 68 2.353 8 

Xylanase Insektendarm 1.000.000 k.A.m. 4 250.000 k.A.m. 

Xylosidase Biogasfermenter 15.000 k.A.m. 4 3.500 k.A.m. 

[Mbp] Millionen Basenpaare; k.A.m. keine Angabe möglich;. Wirtsorganismus in allen dargestellten Experimenten: Escherichia coli. Die in der Expression verwendeten Vektoren waren episomal (Plasmid, Fosmid, Cosmid, BAC) bzw. Lambda-basiert. 


Eine Nivellierung unterschiedlicher Populationen isolierter DNA 

vor Anlage einer Genbank nach dem Nukleotid- (G/C-)Gehalt oder 

eine sequenzspezifische Anreicherung gesuchter DNA-Fragmente zur 

Optimierung der Hitraten wird von Gray et al. beschrieben 19 . Neben 

dem Gehalt an Enzymgenen in der klonierten Metagenom-DNA ist 

es jedoch bei sehr vielen, insbesondere sekretierten Proteinen eine 

Frage der heterologen Expression. 

Auf der Suche nach dem perfekten Wirt 

Aus den oben dargestellten Beispielen und aus Tabelle 1 ist als eine 

Limitation der Metagenomics somit die aktive Expression der Zielgene 

in heterologen Ersatzwirten abzuleiten. Diese wird unter anderem von 

der genetischen Stabilität episomal klonierter DNA im heterologen 

Wirt, der Erkennung von Genregulationssignalen (transkriptionelle 

Promotoren, Terminatoren, translationale Erkennungssignale) bis hin 

zu posttranslationalen Prozessen wie Proteinsekretion, -faltung oder 

proteolytischer Aktivierung oder auch der Darstellung hochkomplexer 

Gencluster-Syntheseprodukte beeinflußt. 

Naheliegende Lösungsansätze für einige der Herausforderungen 

in diesem Umfeld sind die Nutzung Vektor-basierter Promotoren 

(zum Beispiel der Promotor des Lactose-Operons aus E. coli), um entsprechend 

die Transkriptionsinitiation sicherzustellen, aber auch die 

parallele Verwendung alternativer Expressionswirte (unter anderem 

Bacillus). Weitere Ansätze, welche die bisherigen Limitationen der 

Metagenomforschung beheben könnten, sind in der Entwicklung alternativer 

Screening-Systeme zu sehen, die ebenfalls Aktivitäts-basiert 

einen höheren und auch schnelleren Probendurchsatz erlauben. 

Expression von Metagenom-Biosynthese-Genclustern 

Insbesondere bei der rekombinanten Darstellung neuer niedermolekularer 

Wirkstoffe durch Klonierung großer Biosynthese-Gencluster 

aus dem Metagenom werden aufgrund ihrer natürlichen biosynthetischen 

Kompetenz andere Wirtsorganismen wie etwa Streptomyces 

sp. gegenüber E. coli bevorzugt 20,21 . 

Da jedoch E. coli durch seine genetische Manipulierbarkeit, das 

zur Verfügung stehende molekularbiologische Instrumentarium 

(z.B. Vektoren) und seine ausgezeichnete genetische Transformierbarkeit 

herausragt, werden auch große Insertionen tragende 

Metagenombanken zunächst in Shuttle-Vektoren kloniert, in 

E. coli angelegt 22 und in einem zweiten Schritt in die geeigneteren 

Wirtsstämme transferiert. Für die Expression von Biokatalysatoren 

gelten filamentöse Pilze (z.B. Aspergillus) oder aber Bacillus sp. als 

Industriestandard. Niedermolekulare Substanzen werden im industriellen 

Maßstab insbesondere in Actinomyceten wie Streptomyceten 

und Mycobakterien oder aber in Pilzen wie Ashbya gossipii (Vitamin 

B 2 ) dargestellt. 

Schlußbemerkung 

Die Metagenomforschung ist schon heute eine Schlüsseltechnologie 

der industriellen Biotechnologie. Bei der Identifizierung verschiedener 

Enzym- und Biokatalysatorklassen treten jedoch Limitationen 

und Herausforderungen auf, welche in den nächsten Jahren von 

der angewandten Forschung angegangen werden müssen, um die 

Technologie weiter auszubauen. Die Identifizierung von neuartigen 

Biokatalysatoren oder bioaktiven Naturstoffen in Metagenomen 

sollte dabei nicht auf die Durchmusterung von in E. coli abgelegten 

Metagenombanken beschränkt werden. Eine parallele Ausbringung 

der Bank in „high-copy shuttle-Plasmidvektoren“ in alternativen 

Expressionswirten führt zu einer Erweiterung der Resultate und kann 

zu einer verbesserten Hitrate beitragen. 



EGT_pub Laborwelt2006 7/02/06 9:06 Page 1 

Literatur 

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[1] Kirk, et al. Curr Opin Biotechnol, 2002, 13, 345 

[2] GIA, Industrial Enzymes- A Global Multi-Client Market Research Project. In Global Industry Analysts. 2004, GIA, Silver 

Creek Valley Road, Suite 200, San José California 95138, USA: San José, California 

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[21] Wang, et al. Org. Lett. 2000, 2, 2401 

[22] Martinez, et al. Appl. Environ. Microbiol. 2004, 70, 2452 

Korrespondenzadresse 

info.de@eurogentec.com 

Dr. Patrick Lorenz 

Unit Head Enzyme & Bioconversion Technologies 

B.R.A.I.N Aktiengesellschaft 

Darmstädter Str. 34 

D-64673 Zwingenberg 

Tel.: +49-(0)6251-9331-23 

Fax: +49-(0)6251-9331-11 

eMail: pl@brain-biotech.de 

www.brain-biotech.de 


Mikrobiologie 

� 


Pathogenomics – zwischen 

Pathogenitätsforschung und 

Biotechnologie 

Prof. Dr. Jörg Hacker 1 , Dr. Ulrich Dobrindt 1 , Dr. Elzbieta Brzuszkiewicz 2 , Dr. Knut Ohlsen 1 , 

Dr. Wilma Ziebuhr 1 , Dr. Holger Brüggemann 3 , Prof. Dr. Gerhard Gottschalk 2 

1 Universität Würzburg, 2 Universität Göttingen, 3 Institut Pasteur, Paris 

Seit mehr als zehn Jahren werden zunehmend Gesamtgenomsequenzen publiziert, wobei ein 

Großteil dieser Sequenzen Genome von Prokaryoten betrifft. Dabei spielen pathogene Bakterien 

eine große Rolle. Mit Hilfe der Genomanalyse pathogener Bakterien, kurz Pathogenomik, ist es 

möglich, neue Virulenz-assoziierte Gene zu identifizieren, Mechanismen des Gentransfers und 

der Pathogenität zu entdecken und charakteristische Sequenzen aufzuspüren, die eine Bedeutung 

für die Diagnostik erlangen können. Darüber hinaus zeigte sich, daß die Genome pathogener 

Bakterien auch als Quelle für neue interessante biotechnologisch verwertbare Substanzen dienen 

können. Dieser Beitrag soll die Bedeutung der Genomanalyse pathogener Mikroorganismen 

aufzeigen. Konkrete Anwendungen werden anhand von vier Beispielen dargestellt. 

Auch im 21. Jahrhundert haben Infektionen 

nichts von ihrer gesundheitspolitischen 

Bedeutung verloren. Nach Zahlen der 

Weltgesundheitsorganisation (World Health 

Organization, WHO) sind etwa 30 % aller 

Todesfälle weltweit auf Infektionen zurückzuführen. 

Die wichtigsten Infektionserreger 

in den tropischen Ländern sind dabei die 

Malaria-Erreger, das HI-Virus, der Tuberkulose-Erreger 

Mycobacterium tuberculosis und 

Durchfallerreger aus der Gruppe der Enterobakterien. 

Aber auch in den Industrieländern 

spielen Infektionen eine bedeutende Rolle. 

Hier sind es unter anderem die sogenannten 

nosokomialen, also im Krankenhaus erworbenen 

Infektionen, die dramatisch zunehmen. 

Die auslösenden Erreger, wie Gram-positive 

Kokken, Pseudomonas-Bakterien sowie pathogene 

Pilze zeigen zudem eine besorgniserregende 

Zunahme ihres Resistenzpotentials 

gegen Antibiotika. 

Seit geraumer Zeit ist bekannt, daß pathogene 

Mikroben bestimmte Genprodukte 

– sogenannte Virulenz- oder Pathogenitätsfaktoren 

– produzieren, mit deren Hilfe sie 

Wirtsstrukturen schädigen oder ihre Wirte 

töten können. Beispiele für solche Virulenzfaktoren 

sind Adhäsine, die zum Haften der 

Mikroben auf Wirtszellen beitragen, Toxine, 

die Wirtszellen zerstören können, Eisenaufnahmesysteme 

oder Kapseln, die zur Interaktion 

mit dem Immunsystem beitragen sowie 

‚Moduline‘, die in die Signaltransduktion von 

Wirtszellen eingreifen. Viele dieser Patho- 

Abb. 1: Elektronenmikroskopische Abbildung von pathogenen Staphylococcus epidermidis-Zellen. 

Die Bakterien-Zellen bilden einen dichten Biofilm auf Kathetermaterial. 

genitätsfaktoren sind inzwischen analysiert 

worden, wobei immer wieder neue interessante 

Strukturen gefunden werden. So zeigte 

sich etwa, daß pathogene Pilze, Protozoen, 

Bakterien und Viren durchaus gemeinsame 

Pathogenitätsstrategien entwickelt haben. 

Dabei können pathogene Mikroorganismen 

zum einen Wirtsorganismen direkt schädigen, 

andererseits aber auch in sehr spezifischer 

Art und Weise die Abwehr umgehen 

oder Abwehrfaktoren ausschalten. Weiterhin 

ist bekannt, daß pathogene Mikroorganismen 

ganz bestimmte Stoffwechsel-Funktionen 

entwickelt haben, so daß sie optimal an die 

Lebensbedingungen in den Wirtsorganismen 

angepaßt sind. Neben den klassischen 

Zielstrukturen für Antibiotika, wie die 

Zellwand oder der Nukleinsäurestoffwechsel, 

stellen die Virulenz- beziehungsweise 

Pathogenitätsfaktoren, aber auch bestimmte 

Resistenzeigenschaften sowie spezifische 

Stoffwechselwege neue Zielmoleküle dar, 

die als Targets für neue Antibiotika geeignet 

erscheinen 1 . 

Bakterielle Genome 

Die Genome pathogener Bakterien unterscheiden 

sich in ihrer generellen Architektur 

nicht von denen apathogener Mikroorganismen, 

die sich beispielsweise an bestimmte 

Umwelthabitate angepaßt haben. Durch 

die Analyse von mittlerweile mehr als 300 

komplett vorliegenden Genomsequenzen 

ist bekannt, daß die große Mehrzahl dieser 

Genome von Prokaryoten aus einem ‚Core‘- 

oder Kern-Genom sowie einem flexiblen 

Genpool bestehen. Zum Kerngenom zählen 

die wesentlichen Gene, die für essentielle 

Stoffwechselfunktionen kodieren sowie 

DNA-Bereiche, deren Produkte für den 

Aufbau der bakteriellen Zellwand oder für 

die Ribosomen verantwortlich sind. Es ist 

bekannt, daß unterschiedliche Stämme einer 

Spezies durchaus in ihrem Gesamtgenom 

variieren können, wobei das Core-Genom in 

der Regel bei allen Vertretern einer Spezies 

identisch oder sehr ähnlich ist 2 . 

Im Gegensatz zu dem relativ stabilen 

Core-Genom handelt es sich bei dem flexiblen 

Genpool um DNA-Bereiche, deren 

Charakteristikum der mögliche Austausch 

zwischen Stämmen einer Spezies, aber auch 

über Spezies-Grenzen hinaus ist. So ist von 

einigen gut untersuchten Spezies, wie Escherichia 

coli, Salmonella enterica oder Pseudomonas 

aeruginosa bekannt, daß mehr als 30% der 

Genome dem flexiblen Genpool zuzurechnen 

sind. Der flexible Genpool besteht unter 

anderem aus Plasmiden, Bakteriophagen und 

‚Genominseln‘. Bei den Genominseln handelt 

es sich um DNA-Bereiche, die eine spezifische 

Architektur zeigen, die häufig in tRNA-Genen 

inseriert sind und die Determinanten 

tragen, deren Produkte für die Adaptation 

und Fitness, aber auch für die Pathogenität 


der Mikroorganismen von Bedeutung sein können. Weitere, dem 

flexiblen Genpool zuzurechnende genetische Elemente sind auch 

IS-Elemente, Transposons sowie Integrons 3 . Seit geraumer Zeit ist 

bekannt, daß Gene, deren Produkte eine Rolle in der Infektion spielen, 

Abb. 2: Darstellung des Genoms des uropathogenen Escherichia coli- 

Stammes 536 (modifiziert nach Brzuszkiewicz et al., 2006). Die verschiedenen 

konzentrischen Kreise repräsentieren unterschiedliche Eigenschaften 

des Genomes (von innen nach außen): Größen-Skala; G+C-Gehalt 

(DNA-Regionen mit stark abweichendem G+C-Gehalt sind rot markiert); 

Lokalisation aller putativen Gene auf den beiden DNA-Strängen; 

Lokalisation mobiler genetischer Elemente wie Prophagen (hellgrün), 

genomische Inseln, GEIs (braun), Pathogenitätsinseln, PAIs (rot). 

oft auf Elementen des flexiblen Genpools lokalisiert sind. Dies gilt 

sowohl für Virulenz-assoziierte Gene als auch für Genbereiche, die für 

Antibiotikaresistenz-Faktoren kodieren. Mit Hilfe von Methoden der 

Pathogenomik ist es nun möglich, diese für den Pathogenese-Prozeß 

essentiellen Gene aufzuspüren, Unterschiede zwischen unterschiedlichen 

Stämmen und Pathotypen herauszuarbeiten und so einen Beitrag 

zum Verständnis von Infektionsprozessen zu leisten. Darüber hinaus 

sind zahlreiche, von pathogenen Bakterien kodierte Genprodukte 

potentiell für technologische Anwendungen interessant. 

Escherichia coli 

Escherichia coli ist als Darmbakterium beim Menschen und bei 

vielen Tieren ubiquitär verbreitet. Darüber hinaus sind zahlreiche 

E. coli-Varianten als Krankheitserreger bekannt. Diese sogenannten 

E. coli-Pathotypen können zum einen Darminfektionen auslösen, sie 

werden als intestinal pathogene Escherichia coli (IPEC) bezeichnet. 

Im Gegensatz dazu können extraintestinal pathogene E. coli (ExPEC) 

Harnwegsinfektionen, Sepsis oder auch Meningitis auslösen. Die 

Genomanalyse verschiedener E. coli-Varianten hat ergeben, daß eine 

Reihe von Pathogenitätsfaktoren auf mobilen genetischen Elementen 

lokalisiert sind. Das Shiga-Toxin, das bei enterohämorrhagischen E. coli 




EGT_pub Laborwelt2006 7/02/06 9:08 Page 2 

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Abb. 3: Modell des pathogenen Bakteriums Propionibacterium acnes und seiner Interaktionen 

mit Wirtsstrukturen. Abkürzungen: HSPs, Hitzeschock-Proteine; ZPs, Zelloberflächen-assoziierte 

Proteine; PTRPs, Prolin-Threonin-repetitive Proteine; Ag, Antigen. 

eine Rolle spielt, ist beispielsweise Phagenkodiert. 

Andere Toxine sind auf Plasmiden 

lokalisiert. 

Bei den extraintestinalen E. coli-Bakterien 

spielen vor allem distinkte Genominseln, 

die als Pathogenitätsinseln (PAIs) bezeichnet 

werden, eine Rolle 4 . Die Genomsequenzierung 

des E. coli-Stammes 536, der nach 

einem Fall von Harnwegsinfektionen isoliert 

wurde, lieferte Genregionen, die einer 

ganzen Reihe von PAIs zugeordnet werden 

konnten. Die PAIs I bis V kodieren für so 

wichtige Pathogenitätseigenschaften, wie 

P-Fimbrien, S-Fimbrien, α−Hämolysin, Eisenaufnahmesysteme 

und die Kapsel (Abb. 

2). Durch die Genomanalyse dieses Stammes 

konnten vier weitere Inseln im Genom des 

Stammes 536 identifiziert werden, die für 

interessante Genprodukte kodieren. Diese 

als Genominseln (GEI VI – GEI IX) bezeichneten 

genetischen Strukturen kodieren unter 

anderem für Sekretionssysteme, denen eine 

toxische Eigenschaft zugeschrieben wird 5 . 

Weitere Analysen werden zeigen, ob diese 

Genprodukte eine Rolle bei der Pathogenese 

spielen. Eine weitere Insel kodiert für einen 

Regulationsfaktor, der Ähnlichkeit mit dem 

Kennziffer 18 LW 06 · www.biocom.de 

Histon-ähnlichen Protein H-NS hat 6 . Interessanterweise 

wird von der Genominsel VI ein 

Polyketid synthetisiert, das möglicherweise 

eine Rolle bei der Kolonisierung von E. coli 

im Darm spielt. Derartige Polyketide sind 

bisher bei Enterobakterien nicht gefunden 

worden. Durch die Genomsequenzierung 

verschiedener E. coli -Bakterien konnte gezeigt 

werden, daß solche Polyketid-Gencluster 

bei extraintestinalen E. coli, aber auch bei 

bestimmten Kommensalen des Darmes weit 

verbreitet sind. Möglicherweise spielen diese 

Polyketide in der Zukunft eine Rolle bei der 

Entwicklung neuer Medikamente 7 . 

Propionibacterium acnes 

Propionibacterium acnes ist ubiquitär auf 

menschlichem Gewebe zu finden, insbesondere 

auf talgdrüsenfollikelreichen Regionen 

der Haut. Die Pathogenität des Bakteriums 

wird kontrovers diskutiert, vor allem aufgrund 

der Schwierigkeit der Anwendung 

der Henle-Koch-Postulate. Allerdings ist 

seit Jahrzehnten der Beitrag des Organismus 

an der Pathologie der Hautakne bekannt, 

wenngleich mechanistisch kaum verstanden. 

Zusätzlich zu Hautkrankheiten wird dem 

Bakterium auch eine Verantwortung für 

eine Reihe weiterer Infektionskrankheiten 




zugeschrieben, wie etwa der bakteriellen Endokarditis, Sarkoidose, 

das SAPHO-Syndrom sowie Entzündungen der Prostata. Zusammen 

mit jüngeren dermatologischen Forschungsarbeiten hat die Analyse 

der Genomsequenz den opportunistisch-pathogenen Charakter des 

Bakteriums entlarvt 8 . Sein ausgeprägtes immunstimulierendes Potential 

kann sowohl die humorale, zellvermittelte als auch die angeborene 

(‚innate‘) Immunantwort auslösen. Wie in Abbildung 3 dargestellt, 

kodiert das Genom neben immunogenen Faktoren für eine Reihe von 

möglichen Virulenzfaktoren, zum Beispiel Proteine mit einer Aktivität 

zur Degradation von Komponenten oder Sekreten des menschlichen 

Gewebes (Hämolysine, Sialidasen, Lipasen, etc.). Die Genomanalyse 

hat zudem sechs Sequenzregionen identifiziert, die Ähnlichkeiten zu 

Pathogenitätsinseln aufweisen 9 . Diese kodieren für mögliche Virulenzeigenschaften 

und Fitnessfaktoren, wie etwa ein Konjugationssystem, 

mehrere Antibiotika-Resistenzen und Polyketide. Diese Genominseln 

sind auch im Hinblick auf die Typisierung verschiedener P. acnes- 

Stämme von besonderem Interesse. 

Staphylokokken 

Staphylokokken zählen zu den wichtigsten nosokomialen Erregern. 

Während Staphylococcus aureus als Verursacher verschiedener lokaler, 

aber auch systemischer Infektionen seit langer Zeit bekannt ist, spielen 

mittlerweile auch Koagulase-negative Staphlyokokken eine wichtige 

Rolle als Infektionserreger. Hier sind es besonders Staphylococcus 

epidermidis-Stämme, die in Assoziation mit Kathetern, medizinischen 

Implantaten und Gerätschaften häufig Infektionen auslösen (Abb. 

1; 10 ). Die Genomanalyse verschiedener Staphylokokken hat nun 

gezeigt, daß die entsprechenden Stämme im Hinblick auf ihren Genominhalt 

stark variieren können 11 . Wichtig erscheint dabei, daß viele 

Staphylokokken in der Lage sind, Biofilme zu bilden. Diese Biofilme, 

deren Gene ebenfalls auf instabilen genetischen Elementen liegen, 

die Ähnlichkeit zu Pathogenitätsinseln haben, betten die Bakterien 

ein, so daß sie einerseits dichte bakterielle Schichten bilden und so 

die Infektion fördern, andererseits aber auch gegenüber bestimmten 

Antibiotika unempfindlich werden. Weiterhin zeigte sich, daß viele 

Pathogenitätseigenschaften – insbesondere die Toxine von Staphylococcus 

aureus – von Bakteriophagen oder von Pathogenitätsinseln kodiert 

werden, so daß auch hier ein Austausch und damit eine Optimierung 

pathogener Varianten zu konstatieren ist 12 . Virulenz-assozierte Gene 

sowie bestimmte mobile genetische Elemente eignen sich hierbei sehr 

gut als Marker für die Identifizierung besonders pathogener Varianten 

von Staphylokokken 13 . 

Clostridien 

Unter den Vertretern der Clostridien finden sich neben biotechnologisch 

interessanten Arten wie C. acetobutylicum auch eine Reihe pathogener 

Spezies. Der Erreger des Wundstarrkrampfs C. tetani und der Botulismus-Erreger 

C. botulinum produzieren Toxine, die zu den stärksten der 

Menschheit bekannten Nervengiften zählen. Auch der Wundbranderreger 

C. perfringens und der nosokomiale, Enterokolitis auslösende Erreger 

C. difficile bilden potente Toxine. Die Genomsequenzierung der genannten 

Arten hat unter anderem die Lokalisation der Toxingene geklärt: 

überwiegend befinden sich diese auf mobilen genetischen Elementen. 

Die Gene für das Tetanus-Toxin von C. tetani und für Enterotoxine von 

C. perfingens sind auf Plasmiden lokalisiert 14 . Die wichtigsten Toxingene 

von C. difficile (ToxA und ToxB) sind auf einem Pathogenitätslokus 

(PaLoc) kodiert, der in seiner genetischen Zusammensetzung bei 

verschiedenen Stämmen stark variiert. Das Gen des Botulismustoxins 


EGT_pub Laborwelt_04_2006 24/03/06 10:48 Page 1 

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von C. botulinum kann je nach Stamm auf 

extrachromosomalen Elementen (Plasmid, 

Phage) oder chromosomal lokalisiert sein, wobei 

es von degenerierten Insertionssequenzen 

flankiert ist. Vieles deutet also darauf hin, daß 

das Virulenzarsenal der pathogenen Clostridien 

Teil des flexiblen Genpools (gewesen) ist 15 . 

Der Genomvergleich des apathogenen 

C. acetobutylicum mit pathogenen Spezies 

ist eine effektive Strategie zur Identifizierung 

von Virulenzfaktoren 16 . So konnten 

Zelloberflächenproteine und Adhäsine 

identifiziert werden, die für die bakterielle 

Kolonisation im menschlichen Körper 

von Bedeutung sein können. Auch metabolische 

Besonderheiten wie eine umfassende 

Natriumionen-Bioenergetik sind 

Charakteristika pathogener Clostridien. 

Biotechnologische Anwendungen 

Die Genomanalyse pathogener Bakterien 

hat das Verständnis im Hinblick auf die 

molekularen Grundlagen der Infektionsprozesse 

ein großes Stück vorangebracht. 

Sowohl die Funktionen verschiedener Virulenz-assoziierter 

Eigenschaften als auch die 

dahinterstehenden Evolutionsprozesse sind 

heute sehr viel besser bekannt als vor Beginn 

der Ära der Genomanalyse. Aber auch 

im Hinblick auf praktische Anwendungen 

spielt die Pathogenomik eine zunehmend 

wichtige Rolle. Viele der Pathogenitäts-assoziierten 

Eigenschaften sind als Markergene 

zur Identifizierung pathogener Varianten 

bestimmter Spezies hervorragend geeignet. 

So werden bereits Toxin-spezifische Gene, 

wie etwa das Shiga-Toxin oder verschiedene 

Toxine von Staphylococcus aureus, als 

diagnostische Marker verwendet. Darüber 

hinaus sind Arrays entwickelt worden, mit 

deren Hilfe das Virulenzpotential pathogener 

Mikroorganismen relativ schnell erfaßt 

werden kann. 

Es zeigt sich aber auch, daß eine Reihe 

von Genprodukten, die insbesondere vom 

flexiblen Genpool pathogener Mikroorganismen 

kodiert werden, die Grundlage für neue 

Medikamente bilden können. Als Beispiel 

sei das Polyketid-Gencluster genannt, das 

bei pathogenen, aber auch nicht-pathogenen 

Escherichia coli-Stämmen vorkommt. Die 

von dem Gencluster gebildete Substanz, 

die chemisch noch nicht entschlüsselt ist, 

scheint Ähnlichkeit zu Bleomycin zu haben, 

einem Polyketid, das in der Krebstherapie 

eine wichtige Rolle spielt. Da das Escherichia 

coli-Polyketid die Vermehrung von eukaryotischen 

Zellen ebenfalls hemmt und Apoptose 

induziert, ist nicht auszuschließen, 

daß eine biotechnologische Anwendung in 

eine ähnliche Richtung wie beim Bleomycin 

gehen könnte 17 . 


Darüber hinaus stellen die Genomsequenzen 

pathogener Mikroorganismen eine 

wertvolle Hilfe bei der Entwicklung neuer 

Impfstoffe dar. Insbesondere Lebendimpfstoffe 

auf der Basis ehemals pathogener 

Mikroorganismen oder unter Verwendung 

von Carrier-Bakterien müssen intensiv im 

Hinblick auf das Vorhandensein möglicher 

pathogener Substanzen evaluiert werden. 

Hier spielt die Pathogenomik eine nicht 

zu unterschätzende Rolle. Die biotechnologischen 

Anwendungen, die sich aus der 

Genomanalyse pathogener Mikroorganismen 

ergeben, stehen erst am Beginn ihrer 

Entwicklungen. Für die Zukunft sind hier 

viele Innovationen zu erwarten. Das Potential 

der Pathogenomik erscheint dabei nahezu 

unbegrenzt zu sein. 

Literatur 

[1] Ziebuhr, W., K. Xiao, B. Coulibaly, R. Schwarz, Dandekar, T. 2004. Pharmacogenomics 

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Science 313:848-851. 

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2004. Infect. Immun. 72:1210-1215. 

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I., Herzberg, C., Martinez-Arias, R., Merkl, R., Henne, A., Gottschalk, G. 2003. 

PNAS 100:1316-21. 

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[17] Nougayrède, J.-P., Homburg, S., Taieb, F., Boury, M., Brzuszkiewicz, E., 

Gottschalk, G., Buchrieser, C., Hacker, J., Dobrindt, U., Oswald, E. 2006. 

Science 313:848-851. 

Korrespondenzadressen 

Prof. Dr. Jörg Hacker 

Institut für Molekulare Infektionsbiologie 

Universität Würzburg 

Röntgenring 11 

97070 Würzburg 

Prof. Dr. Gerhard Gottschalk 

Laboratorium für Genomanalyse 

Universität Göttingen 

Grisebachstraße 8 

37077 Göttingen 

Dr. Holger Brüggemann 

Institut Pasteur 

28 Rue du Dr. Roux 

75724 Paris, Frankreich 


Imaging 

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Lichtscheiben-Mikroskopie in 

der molekularen Zellbiophysik 

Dipl.-Phys. Philipp J. Keller, Dr. Ernst H. K. Stelzer 

EMBL, Heidelberg, Cell Biology and Biophysics Unit 

Der Fortschritt in den Biowissenschaften knüpft direkt an unsere technologischen Möglichkeiten 

an, dynamische biologische Prozesse in einem physiologisch relevanten Kontext zu 

observieren und zu analysieren. In Zellbiologie und Biophysik besteht ein Bedarf an neuen 

experimentellen Ansätzen, die eine dreidimensionale naturnahe Probenpräparation mit 

dreidimensionaler probenfreundlicher Mikroskopietechnik verbinden. Wir verfolgen daher 

zum einen den Aspekt einer dreidimensionalen Probenpräparation, die harte und flache 

Oberflächen vermeidet und eine mechanisch unbehinderte Probendynamik erreicht. Zum 

anderen stellen wir die Lichtscheiben-basierte Mikroskopie als dreidimensionale Methode 

vor, die sich aufgrund ihrer deutlich verringerten Probenbelastung besonders gut für die 

Beobachtung empfindlicher biologischer Systeme eignet. Als Beispiel für eine biophysikalische 

Anwendung, in der unser dreidimensionaler experimenteller Ansatz eine quantitative 

Erschließung neuer Aspekte des betrachteten Systems ermöglicht, präsentieren wir neue 

Experimente zur Mikrotubulidynamik. 

Key Words: Lichtscheiben-Mikroskopie, SPIM, single plane illumination microscopy, Fluoreszenz, 

Mikrotubuli, dreidimensional. 

Die Implementation unseres Lichtscheiben-Mikroskops 

(SPIM) 1 basiert auf vier 

Grundprinzipien: der Beleuchtung der Probe 

mittels einer Lichtscheibe, der Detektion von 

Fluoreszenz- oder Primärlicht entlang mindestens 

einer Achse senkrecht zum Beleuchtungsstrahlengang, 

der Probenrotation um 

eine Achse parallel zum Gravitationsvektor, 

sowie der Verwendung einer stationären 

Probenkammer, die typischerweise mit einem 

Immersionsmedium auf Wasserbasis gefüllt 

ist (Abb. 1 oben). Die Lichtscheiben-Mikroskopie 

ähnelt in ihren Grundzügen dem 

„Ultramikroskop“, einem orthogonal konzipierten 

Dunkelfeldmikroskop, das 1903 von 

Siedentopf und Zsigmondy entwickelt wurde 2 

und bei der Detektion von Goldpartikeln im 

Nanometer-Größenbereich zum Einsatz kam. 

Das Konzept fand des weiteren in ophtalmologischen 

Instrumenten Anwendungen 3 und 

wurde auch in einem Makroskop von Voie zur 

Untersuchung der Cochlea verwendet 4 . Fuchs 

entwickelte ein ähnlich charakterisiertes 

Instrument zur Beobachtung von Mikroben 5 

und Huber rekonstruierte Proben im Millimeter-Größenbereich 

mit Hilfe von Streulicht 6 . 

Auch die in den frühen 1990ern patentierte 

konfokale Theta-Fluoreszenzmikroskopie 7 , 

in der Linsen mit hoher numerischer Apertur 

verwendet werden, basiert auf der Idee einer 

orthogonalen Ausrichtung der Beleuchtungs- 

und Detektionsstrahlengänge. 

In der Lichtscheiben-Mikroskopie SPIM 

(engl. single plane illumination microscopy) 

werden dreidimensionale Datensätze einer 

T E C H - T R A N S F E R 

Probe aufgenommen, indem die Probe durch 

eine stationäre Lichtscheibe bewegt wird, 

während das emittierte Fluoreszenzlicht 

mit einer empfindlichen Kamera bildweise 

aufgezeichnet wird. Das Objekt kann dabei 

innerhalb einer beträchtliche Bandbreite 

von Probengrößen liegen, angefangen bei 

wenigen Mikrometern (z.B. Mikrotubuli- 

Astern oder Hefezellen), über mehrere 

hundert Mikrometer (zum Beispiel Zysten 

aus MDCK-Zellen oder endotheliale Spheroiden) 

bis hin zu mehreren Millimetern 

(wie Zebrafisch- oder Drosophila-Embryos 

oder sogar Teile junger Mäuse). Die Wahl 

des Detektionsobjektivs hängt vom benötigten 

Arbeitsabstand, dem für die Einbettung 

der Probe benötigten Material (z.B. 

Agarose, Flüssig- oder Gasmedien) sowie 

der notwendigen Größe des Sichtfelds ab. 

Während der Beobachtung ist die Probe 

an einem Vierachsen-Aufbau befestigt, der 

aus drei orthogonalen Verschiebetischen 

sowie einem Drehtisch besteht. Aufgrund 

des Rotationsfreiheitsgrad ist es möglich, 

dreidimensionale Datensätze des Probenvolumens 

entlang verschiedener Richtungen 

aufzuzeichnen 8 . Diese unabhängig 

voneinander aufgenommenen Datensätze 

können anschließend zu einem einzelnen 

dreidimensionalen Datensatz fusioniert werden, 

dessen räumliche Auflösung durch die 

laterale Auflösung des Detektionssystems 

definiert ist. 

Der offensichtliche Vorteil der Lichtscheiben-Mikroskopie 

ist das Konzept, ausschließ- 

lich denjenigen Teil der Probe zu beleuchten, 

der sich im Fokalbereich des Detektionssystems 

befindet (Abb. 1). Chromophore 

außerhalb der Detektionsebene absorbieren 

kein Licht. In Verbindung mit dem Ein-Photonen-Charakter 

des Beleuchtungssystems 

und typischen Laserleistungen pro Ebene im 

µW-Bereich hat dieses Prinzip zur Folge, daß 

in der Lichtscheiben-Mikroskopie sowohl 

die phototoxischen Effekte als auch das Ausbleichen 

der Fluoreszenzfarbstoffe drastisch 

Abb. 1: Schematische Illustration der Anwendung 

von Lichtscheiben-Mikroskopie (SPIM) 

in Fluoreszenzaufnahmen der Dynamik von 

Mikrotubuli-Astern. Oben: Experimentelle 

Konfiguration in der zentralen SPIM-Aufnahmekammer. 

Der Probenzylinder mit dem 

Froschei-Extrakt (gelb) befindet sich direkt 

vor der Detektionslinse und wird von der 

seitlich eingestrahlten Lichtscheibe (blau) in 

einer Ebene zur Fluoreszenz (grün) angeregt. 

Die Lichtscheibe ist deckungsgleich mit der 

vorderen Fokalebene des Detektionsobjektivs. 

Unten: Ausschnitt des Probenzylinders, der 

die betrachtete Mikrotubuli-Aster enthält. 

Die dreidimensionale sternförmige Struktur 

der Aster (gelb) wird in einer Ebene von der 

in den Probenzylinder (grau) eintretenden 

Lichtscheibe (blau) zur Fluoreszenz angeregt 

(grün). Zur Visualisierung der Mikrotubuli-Aster 

sind 5 % der Tubulin-Proteine mit 

Fluorophoren markiert. Daher ist das Fluoreszenzsignal 

besonders stark in Regionen 

mit einer hohen Tubulindichte, das heißt in 

den Schnittvolumina der Lichtscheibe mit den 

Mikrotubuli (hellgrün). Um einen dreidimensional-Datensatz 

der Mikrotubuli-Aster aufzuzeichnen, 

wird der Probenzylinder in kleinen 

Schritten durch die stationäre Lichtscheibe 

bewegt und zugleich mit einer CCD-Kamera 

das Fluoreszenzsignal aus der Fokusebene 

aufgezeichnet. 


eduziert werden. Daher eignet sich die Lichtscheiben-Mikroskopie 

ausgesprochen gut 

für die dreidimensionale Beobachtung hochdynamischer 

und empfindlicher biologischer 

Prozesse in vivo. 

Dreidimensionale Analyse der 

Dynamik von Mikrotubuli 

Die Anwendung der Lichtscheiben-Mikroskopie 

bei der Untersuchung der dynamischen 

Instabilität von Mikrotubuli ist ein gutes 

Beispiel für die Realisierung biophysikalischer 

Experimente, in denen durch die Wahl 

einer probenfreundlichen dreidimensionalen 

Mikroskopietechnik neue Fragestellungen beantwortet 

werden können. In unserer Analyse 

der in vitro-Dynamik von Mikrotubuli-Astern 

transferieren wir die klassischen zweidimensionalen 

Experimente der dynamischen Instabilität 

9 , bei denen sich die Probe als dünner 

Film zwischen Objektträger und Deckglas 

befindet, in eine dreidimensionale Umgebung. 

Als physiologisch relevantes und zugleich 

biochemisch leicht modifizierbares System 

verwenden wir Xenopus laevis-Ei-Extrakt. Die 

dreidimensionale Probenpräparation realisieren 

wir durch das Einfüllen des Extrakts in 

kleine Zylinder aus transparenter Teflonfolie 10 . 

Die Teflonfolie (bioFOLIE 25, IVSS) ist 25 µm 

dünn und besitzt einen Brechnungsindex, der 

dem von destilliertem Wasser entspricht. Dieser 

Aspekt komplementiert die Verwendung 

von Wasserimmersions-Objektiven und wäßrigem 

Puffer als Füllmedium der Probenkammer. 

Die Zylinder sind typischerweise wenige 

Zentimeter lang und haben einen Durchmesser 

von etwa 2 mm. Dadurch reduziert sich 

die mittlere exponierte Kammeroberfläche 

bezogen auf das Probenvolumen um Faktor 

50 gegenüber dem Objektträger/Deckglas- 

System 10 . Die Präsenz der Oberflächen wird 

minimiert. Darüber hinaus kann ein mechanisch 

ungestörtes Wachstum der Mikrotubuli- 

Astern entlang aller drei Raumdimensionen 

gewährleistet werden. Die Verbindung der 

dreidimensionalen Probenpräparation mit 

dreidimensionaler SPIM-Bildgebung (Abb. 1) 

erlaubt es, gezielt dreidimensionale Aspekte 

der Miktrotubulidynamik zu untersuchen. 

Ein Anwendungsbeispiel dieses experimentellen 

Konzepts ist die Untersuchung 

der dreidimensionalen Translations- und 

Rotationsbewegungen polymerisierender 

Mikrotubuli-Astern, zum Beispiel während 

der Bildung einer mitotischen Spindel. Auf 

der Basis eines dreidimensionalen Experiments 

– definiert durch die Kombination einer 

3D-Probenpräparation mit 3D-Mikroskopie 

– ist es möglich, eine statistisch relevante 

Datenmenge aus den Daten von Einzelexperimenten 

zu extrahieren. Im Gegensatz zu 

konventionellen zweidimensionalen Experimenten, 

in denen ausschließlich diejenigen 

Strukturen analysiert werden können, die 

sich innerhalb des effektiv zweidimensionalen 

T E C H - T R A N S F E R 

Fokalbereichs befinden, ist es in einem SPIM- 

Experiment zur Mikrotubulidynamik möglich, 

die Dynamik von allen Mikrotubuli einer Aster 

auszuwerten (Abb. 2). Somit resultiert bereits 

aus der Analyse von wenigen Experimenten 

eine sehr gute statistische Datenmenge, die es 

ermöglicht, theoretische biophysikalische Modelle 

der Dynamik des betrachteten Systems 

aufzustellen, zu testen und zu verbessern. Des 

weiteren können aus den dreidimensionalen 

Dynamikdatensätzen Rückschlüsse über die 

elastischen Eigenschaften der Mikrotubuli 

gezogen werden. Elastische Parameter lassen 

sich etwa über die Analyse der dreidimensionalen 

thermischen Fluktuationen der 

räumlichen Geometrie eines Mikrotubulus 

bestimmen. 

Abb. 2: SPIM-Einzelbild (oben) und Maximum- 

Projektion des gesamten dreidimensionalen 

Bildstapels (unten) einer mit SPIM aufgenommenen 

Mikrotubuli-Aster. Die Aster befindet 

sich in interphasischem Xenopus-Ei-Extrakt. 

Der Datensatz besteht aus 68 Bildern, die in 

einem Abstand von 300 nm aufgezeichnet wurden. 

Da die Lichtscheibe eine endliche Dicke 

hat, erscheinen Mikrotubuli, die senkrecht zur 

Beobachtungsebene orientiert sind, heller als 

diejenigen in paralleler Orientierung. Dieser 

Effekt wird in mvSPIM-Aufnahmen („multi-view 

SPIM“) unterbunden, also Fusionsdatensätzen, 

die auf Datenmaterial aus unterschiedlichen 

Aufnahmerichtungen basieren. Zur Fluoreszenzmarkierung 

von Tubulin wurde TAMRA 

verwendet; die Fluoreszenzdetektion fand über 

ein Carl Zeiss Achroplan 100x/1.0-Wasserobjektiv 

statt. Die Aufnahmen entstanden in 

Zusammenarbeit mit Annie Rousselet, Institut 

Curie, Paris. Abbildung angelehnt an 10 . 

Das Aufzeichnen hochaufgelöster Fluoreszenzdaten 

der dreidimensionalen Mikrotubuli-Dynamik 

mit zugleich guter Zeitauflösung 

(im Bereich weniger Sekunden) und über längere 

Zeiträume (also über mehrere Minuten) 

ist mit konventioneller Konfokalmikroskopie 

nicht möglich – im wesentlichen aufgrund 

des schnellen Ausbleichens der Fluorophore. 

In SPIM-Experimenten erreichen wir eine 

Zeitauflösung von drei Sekunden für das 

dreidimensionale Volumen einer typischen 

Mikrotubuli-Aster in einem Interphase-Extrakt, 

und können zugleich eine ununterbrochene 

Aufnahmezeit von 15 Minuten ohne 

signifikantes Ausbleichen der Fluorophore 

realisieren. Darüber hinaus ist durch den 

Einsatz von „multi-view“-SPIM (mvSPIM, 

also der Aufzeichnung des Probenvolumens 

entlang unterschiedlicher Richtungen) die 

Rekonstruktion stabilisierter Astern mit einer 

resultierenden isotropen Auflösung von 

derzeit ca. 200 nm möglich 10 . Diese räumliche 

Isotropie ist eine wichtige Eigenschaft, die für 

eine präzise quantitative Charakterisierung 

dreidimensionaler Strukturen benötigt wird. 


Fazit 

Die meisten konventionellen Ansätze in 

Zellbiologie und Biophysik basieren auf 

zweidimensionalen Assays und effektiv 

zweidimensionalen Bildgebungstechniken 11 . 

Allerdings liegt der Schwerpunkt zum Beispiel 

in der Mikrotubuliforschung bislang 

in erster Linie auf der Identifikation von 

Schlüsselproteinen sowie der komparativen 

Analyse ihrer Funktion und Interaktion. 

Durch Lichtscheiben-Mikroskopie-basierte 

Ansätze – und der damit einhergehenden 

Aufhebung räumlicher und zeitlicher Restriktionen 

– können nun völlig neuartige 

Experimente realisiert werden, die einen explizit 

quantitativen Einblick in fundamentale 

Prozesse dreidimensionaler Strukturdynamik 

gewähren. 

Literatur 

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Rowe, (1974). 

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[11] Desai, A., Mitchison, T.J., Annu Rev Cell Dev Biol 13 (1997), 83-117. 


Dipl.-Phys. Philipp Keller 

Dr. Ernst H.K. Stelzer 

EMBL Heidelberg 

Meyerhofstraße 1, D-69117 Heidelberg 

eMail: keller@embl.de, stelzer@embl.de

HT-Sequencing 

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Genaue Abschätzung der 

marinen Artenzahl und -vielfalt 

Dr. Burkhard Ziebolz, Roche Diagnostics GmbH, Mannheim 

Wieviele Lebewesen gibt es wirklich in den Weltmeeren? Diese Frage wird vermutlich niemals 

genau beantwortet werden können, es existieren bis heute nur Schätzungen. Neueste Arbeiten 

sprechen davon, daß die marine Vielfalt wesentlich größer ist als bisher angenommen. 

Eine Veröffentlichung von Mitchell L. Sogin et al. in den PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF 

SCIENCES 1 geht von einer 10- bis 100mal höheren Artenzahl aus als bisher beschrieben 2 . Der 

Großteil davon sind unbekannte und seltene Organismen, die als Teil einer „Rare Biosphere“ 

wahrscheinlich eine wichtige Rolle in der marinen Umwelt spielen. 

Sogin, Direktor des renommierten Marine 

Biological Laboratory (MBL)’s Josephine Bay 

Paul Center for Comparative and Molecular 

Biology and Evolution in Woods Hole, Massachusetts, 

geht davon aus, daß durch seine 

Beobachtungen alle früheren Schätzungen 

über die bakterielle Artenvielfalt nicht mehr 

haltbar sind. Bislang ging die Meeresbiologie 

von 5.000 mikrobiologischen Spezies aus 

– laut Sogin ist das nicht mal ein Kratzer an 

der Oberfläche. Seit 1980 wurden mehr als 

500.000 Arten mariner Mikroorganismen katalogisiert; 

Sogin fand in seiner neuen Arbeit 

mehr als 20.000 Arten in einem einzigen Liter 

Seewasser. Seiner Schätzung nach leben 5 bis 

10 Millionen Bakterienarten in den Ozeanen. 

Ermöglicht wurden die neuen Erkenntnisse 

durch das Genome Sequencer 20 System 

von Roche Diagnostics. Das Gerät basiert auf 

der Sequenzierungstechnologie der 454 Life 

Sciences Cooperation, Branford (USA), und 

benötigt nur winzigste Mengen an DNA zu 

ihrer Identifizierung. 

Sogin und seine sieben Koautoren aus den 

USA, Niederlanden und Spanien stellten 

etwa 25.000 kurze DNA-Fragmente aus jeder 

Wasserprobe her und sequenzierten sie. Die 

Proben wurden aus unterschiedlichen Tiefen 

zwischen 550 und 4.100 Metern genommen, 

an acht Orten im Atlantik und Pazifik. Die 

Probengebiete waren sehr unterschiedlich 

und schlossen beispielsweise den hydrothermalen 

Abzugskanal eines pazifischen 

Unterwasservulkans, 480 km vor der Küste 

von Oregon, ebenso ein wie verschiedene 

Orte im Nordatlantik zwischen Grönland 

und Irland. Die ungewöhnlichsten DNA-Sequenzen 

fanden die Forscher in Organismen, 

die nur in geringer Zahl vorkommen und 

die sogenannte „Rare Biophere“ bilden. Die 

Entdeckung dieser in früheren Studien nicht 

beachteten Mikroorganismen wirft viele neue 

Fragen über ihre Rolle in den ökologischen 

Prozessen und über ihre Evolutionsgeschichte 

auf. Die Sogin-Arbeiten sind Teil des 

International Census of Marine Mikrobes 

(ICoMM), einer weltweiten, auf zehn Jahre 

angelegten Initiative, die im Jahre 2000 ins 

Leben gerufen wurde. Zu ihren Gründern 

zählen das NASA Astrobiology Institute, das 

Woods Hole Center for Oceans and Human 

Health (eine gemeinschaftliche Gründung der 

US National Science Foundation and des US 

National Institute of Environmental Health 

Services), die Earth and Life Science Division 

der Holländischen Wissenschaftlichen Vereinigung, 

und die Alfred P. Sloan-Stiftung. 

Mittlerweile beteiligen sich im Rahmen der 

Studie 1.700 Forscher in mehr als 70 Ländern 

an der Erforschung des Lebens im Meer. 

Neue Sequenziertechnologie 

Um Einsichten in die Vielfalt und relative 

Häufigkeit der Meeresbakterien zu erhalten, 

bedienten sich Sogin et al. des Genome 

Sequencer 20 Systems von Roche Applied 

Science. Durch die parallele Sequenzierung 

einer Vielzahl von DNA-Proben erhöhte sich 

der Ergebnisausstoß im Vergleich mit früheren 

Arbeiten um ein Vielfaches. Die Technik 

basiert auf der klonalen Amplifikation von 

Einzelmolekülen auf Beads (Mikropartikeln), 

die in einer Emulsion isoliert vorliegen 

(Emulsion-PCR), und der anschließenden 

hochparallelen Sequenzierung der amplifizierten 

DNA auf den in die Vertiefungen 

einer PicoTiterPlate plazierten Beads 3 . 

Das Genome Sequencer 20 System erreicht 

eine Sequenzierleistung von mindestens 20 

Mb (200.000 Fragmente) pro 4,5-stündigen 

Durchgang bei einer mittleren Leseweite 

von 100 Basenpaaren. Das Detektionssystem 

des Geräts beruht auf der Umwandlung von 

Pyrophosphat – freigesetzt beim Polymerasekatalysierten 

Anhängen eines Nukleotids an 

den komplementären Strang – in Licht über 

eine Enzymkaskade, kurz Pyrosequencing 

oder Sequencing by Synthesis. 

Etwa 118.000 PCR-Amplikons, die sich 

über die V6-hypervariable Region der ribosomalen 

RNA erstreckten, wurden sequenziert. 

Die Anzahl der Reads je Probe reichte von 

6.505 bis knapp 23.000 Sequenzen (s. Tab. 1). 

Durch ein systematisches Trimmverfahren 

zur Eliminierung von Sequenzen mit mehrfach 

unbestimmten Resten oder inkorrekten 

Primern am Anfang der Reads wurden Effekte 

durch Zufallsfehler bei der Sequenzierung 

minimiert. Durch die Trimmung verringerte 

sich der Umfang eines Datensatzes im Durchschnitt 

um 24%. 

Zur Bestimmung der taxonomischen 

Vielfalt wurde jeder getrimmte GS20-Read 

mit einer Referenz-Datenbank (V6RefDB) aus 

fast 40.000 V6-Sequenzen abgeglichen, die 

wiederum aus den 120.000 bisher bekannten 

bakteriellen rRNA-Genen extrahiert wurden. 

Eine große Zahl von Sequenzen aus den ver- 



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Tab. 1: Zusammenfassung der Daten und OTUs. Die Werte unter “Trimmed tags” sind die Anzahl 

der Reads nach Entfernung von Primern und Daten schlechter Qualität; „Unique tags“ sind eindeutige 

Sequenzen innerhalb eines Sets getrimmter Tags. OTUs wurden berechnet durch Abgleich mit 

der V6RefDB-Datenbank und Kombination der Tags jeweils mit der Referenz größter Ähnlichkeit. 

Sample ID Total reads Trimmed tags Unique tags OTUs 

53R 6,505 5,000 2,656 1,184 

55R 18,439 13,902 7,187 2,555 

112R 12,916 9,282 5,752 2,135 

115R 14,731 11,005 5,777 2,049 

137 18,137 13,907 6,752 2,480 

138 18,451 14,374 7,168 2,550 

FS312 6,605 4,835 2,769 1,362 

FS396 22,994 17,666 8,699 3,290 

schiedenen Probenahmestellen konnten so als 

separate OTUs (operational taxonomic units) 

identifiziert werden (vgl. Tab. 1). 

Alternativ zum Abgleich mit V6RefDB 

wurden die gefunden Sequenzen gemäß 

ihrer Variationsbreite nach DOTUR 4 geclustert; 

die Breite reichte von 0% Varianten 

(= einzigartige Sequenz) bis zu 10%. Die 

gefundenen Cluster dienten als Basis für 

Exklusivitätskurven (rarefaction curves) 

und zur Berechnung von Artenhäufigkeiten 

mittels ACE (= abundance-based coverage 

estimator 5,6 ) und Chao1 ( 7 , Abschätzung der 

Artenvielfalt). Nach ChaoI und ACE lag die 

Artenvielfalt mindestens um eine Größenordnung 

höher als alle bisher veröffentlichten 

Diversitäten von Bakterienpopulationen. 

(Tab. 2). Zusätzlich genommene Proben 

führten zu einer signifikanten Zunahme der 

Gesamtdiversität, auch dann, wenn Gruppen 

ähnlicher Organismen durch relativ große 

genetische Entfernungen voneinander (5 oder 

10% Unterschied) definiert sind. 

Rare Biosphere – Reservoir für 

Innovation? 

Sogin zufolge ist die mikrobielle Vielfalt in 

den Weltmeeren – und möglicherweise auch 

in anderen Ökosystemen – wesentlich größer 

als bisherige Schätzungen ergaben, die auf 

konventionellen molekularen Techniken 

beruhen. Mikroorganismen, die nur selten 

vorkommen, wurden in den früheren Studien 

durch die dominanten Arten überdeckt. Die 

so genannte Rare Biosphere ist daher bis 

heute unerforscht, es gibt keine Forschungs- 

ergebnisse zu ihrer riesigen Artenvielfalt, den 

individuellen Verteilungsmustern und der 

ökologischen Rolle der einzelnen Arten in 

der marinen Umwelt. Einige ihrer Vertreter 

können Schlüsselpositionen innerhalb komplexer 

Konsortien einnehmen, andere sind 

möglicherweise lediglich Anpassungen an 

veränderte Umweltbedingungen. Weil man 

bisher so wenig über die globale Verteilung 

der Mitglieder der Rare Biosphere weiß, läßt 

sich nicht einmal sagen, ob es sich bei ihnen 

um spezifische biogeographische Verteilungen 

bakterieller Arten, um funktionelle 

Selektionen durch die spezifischen Umweltbedingungen 

oder um weltweit vorhandene 

Arten handelt (letzteres ist durch die sogenannte 

Everything is everywhere-Hypothese 

beschrieben). 

Die räumlichen und zeitlichen Dimensionen 

der Rare Biosphere haben Einfluß auf 

die Sicht der Forschung auf die mikrobielle 

Diversität. Seltene Arten an einem bestimmten 

Ort könnten dort dominant werden, wenn 

sich die Umweltbedingungen ändern und 

sie dadurch Selektionsvorteile hätten. Auf 

der anderen Seite kann es Zusammenhänge 

zwischen großen Populationen an einem Ort 

und seltenen Organismen an einem anderen 

Ort mit anderen Lebensbedingungen geben. 

Die große Vielfalt der selten vorkommender 

Arten – bezogen auf V6RefDB – spiegelt die 

spärliche Verteilung der Rare Biophere-Arten 

in der Natur wider. Unter bestimmten 

Umwelteinflüssen gewinnen neue Arten der 

Rare Biosphere die Oberhand innerhalb der 

Populationen. Die Diversität seltener Arten 

könnte deshalb so groß sein, damit sie auftre- 

Tab. 2: Ähnlichkeitsbasierte OTUs und Abschätzungen der Artenvielfalt (nach der DOTUR-Methode) 

tende ökologische Nischen besetzen können. 

Verschiedene Modelle beschreiben außerdem 

einen Überlebensvorteil für seltene Arten, die 

möglicherweise weniger Freßfeinde haben 

und weniger dem direkten Wettbewerb mit 

dominanten Mitgliedern einer Lebensgemeinschaft 

ausgesetzt sind. Das Konzept der 

Rare Biosphere macht ein Überdenken der 

möglichen Feedbackmechanismen zwischen 

Verschiebungen in extrem komplexen mikrobiellen 

Populationen und Veränderungen der 

Genome der Mitglieder dieser Populationen 

über die evolutionäre Zeitskala hinweg notwendig. 

Die Rare Biosphere könnte, so Sogin, 

ein unerschöpfliches Reservoir für genetische 

Innovation sein. Dies wiederum würde 

erklären, warum sich mikrobielle Lebensgemeinschaften 

nach Umweltkatastrophen so 

schnell erholen, und warum jedes erstmalig 

charakterisierte mikrobielle Genom so große 

genetische Unterschiede sogar beim Vergleich 

mit nah verwandten Arten zeigt. 

Bisherige mikrobiologische Forschungsarbeiten 

in der Ozeanographie mußten sich 

gezwungenermaßen auf die dominanten 

Teile der mikrobiellen Lebensgemeinschaften 

beschränken. Erst mit Hilfe des GS 20-Systems 

wird es nun möglich, sich auch den 

seltenen Mitgliedern systematisch zu nähern. 

Die extreme phylogenetische Viefalt der 

Rare Biosphere deutet darauf hin, daß diese 

Kleinpopulationen die geologischen Zeitalter 

überdauert haben und daß sie episodisch 

planetare Prozesse umgestalten können. 

Literatur 

[1] Mitchell L. Sogin et al. Proceedings of the National Academy of Sciences 

journal (July 31, online early edition) 

[2] Pace, N. R. (1997) Science 276, 734-740 

[3] Margulies, M., Egholm, M., Altman, W. E., Attiya, S., Bader, J. S., Bemben, 

L. A., Berka, J., Braverman, M. S., Chen, Y. J., Chen, Z., et al. (2005) Nature 

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[4] Schloss. P.D., Handelsman, J. (2005) Applied and Environmental Microbiology, 

Vol. 71, No. 3, 1501-1506. 

[5] Chao, A. (1992) J. Am. Stat. Assoc. 87, 210-217. 

[6] Chao, A., Ma, M. C. & Yang, K. (1993) Biometrika 80, 193-201. 

[7] Chao, A. (1984) Scand. J. Stat. 11, 265-270. 


Dr. Burkhard Ziebolz 

Roche Diagnostics GmbH 

Tel./Fax: +49-(0)621-759-8555/-8609 

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Cluster distance 

0.03 0.05 0.10 

Sample ID Reads OTU ACE Chao1 OTU ACE Chao1 OTU ACE Chao1 

53R 5,000 1,946 7,247 6,997 1,732 5,616 5,288 1,316 3,351 3,018 

55R 13,902 5,266 19,235 18,191 4,673 14,959 14,209 3,644 9,618 9,080 

112R 9,282 4,241 16,002 13,772 3,770 12,341 10,870 2,958 8,011 7,108 

115R 11,005 4,000 12,767 11,296 3,413 9,189 8,585 2,457 5,553 5,448 

137 13,907 4,554 13,698 11,991 3,866 9,734 8,705 2,708 5,353 5,181 

138 14,374 5,136 18,656 16,600 4,508 13,852 12,424 3,293 7,596 6,941 

FS312 4,835 1,941 5,599 5,482 1,681 4,233 4,080 1,227 2,466 2,346 

FS396 17,666 6,326 23,315 20,949 5,573 18,003 16,889 4,291 11,520 10,567 


Rekombination 

� 

Manipulation des E. coli- 

Chromosoms zur Optimierung 

von Produktionsstämmen 

Dr. Tim Zeppenfeld und Dr. Harald Kranz, Gene Bridges GmbH, Heidelberg 

Mikroorganismen werden unter anderem als industrielle Bioreaktoren für die Massenproduktion 

von Feinchemikalien, Enzymen sowie für die Herstellung von Pharmawirkstoffen, 

Agrochemikalien und Lebensmitteladditiven eingesetzt. Aufgrund dieser vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten 

gibt es ein großes ökonomisches Interesse, die Eigenschaften der 

entsprechenden Produktionsstämme zu verbessern. Mit gentechnischen Methoden versucht 

man dabei, den mikrobiellen Produktionsstamm durch Eingriffe in den Stoffwechsel gezielt so 

zu verändern, daß er in der Lage ist, die gewünschten biochemischen Reaktionen mit hoher 

Effizienz durchzuführen. Dazu gehören zum Beispiel die Aufnahme von Kohlenstoff aus dem 

Medium oder die Umsetzung von Zucker in Primärmetabolite. Mit der ‚Red/ET‘-Rekombination 

liegt für derartige Modifikationen ein Werkzeug vor, mit dem DNA-Abschnitte basengenau 

an jeder beliebigen Stelle im Genom von E. coli eingefügt oder entfernt werden können, ohne 

dabei einen Selektionsmarker auf dem Chromosom zurückzulassen. 

Key Words: Red/ET-Rekombination, Recombineering, Metabolic Engineering, Weiße Biotechnologie, 

Industrielle Biotechnologie, Knock-out/ Knock-in, DNA-Modifikation. 

Aktuell erfährt die Nutzung biotechnologischer 

Methoden für industrielle Produktionsprozesse 

unter dem Begriff „Weiße Biotechnologie“ 

einen enormen Schub. Dazu tragen 

insbesondere weitreichende technologische 

Fortschritte auf dem Gebiet der Biotransformation, 

der Fermentation und des Metabolic 

Engineering bei. 

Unter Metabolic Engineering versteht 

man die gezielte Veränderung von Genen im 

Stoffwechsel der Mikroorganismen, um deren 

Produktionsleistung zu verbessern. Mögliche 

Veränderungen, die die Produktion der 

Stämme beeinflussen, sind dabei die gezielte 

Deletion und damit verbundene Inaktivierung 

von Genen, die gezielte Veränderung 

der Expression einzelner Gene oder aber das 

zusätzliche Einführen spezifischer Gene in 

das bakterielle Genom. 

Escherichia coli wird in der Industrie unter 

anderem für die Herstellung von aromatischen 

Aminosäuren wie L-Tryptophan, 

L-Phenylalanin oder L-Tyrosin 1 , von Carotinoiden 

2 oder für die Herstellung von 

Shikimisäure als Ausgangsstoff für chirale 

Verbindungen 3 eingesetzt. 

Abb.1: Der zentrale Schritt der Red/ET-Rekombination ist der Austausch genetischer Information 

zwischen zwei DNA-Molekülen über identische Abschnitte der beiden Moleküle. 



� 

�

a) 

b) 

c) 

d) 

Stoffwechselwege, die zum Beispiel für die 

Produktion der verschiedenen Stoffe modifiziert 

werden sollen, betreffen die Verwertbarkeit 

unterschiedlicher Kohlenstoffquellen, 

aber auch den Isoprenoid- 2 und den Carotinoid-Biosyntheseweg 

4 sowie den allgemeinen 

Stoffwechselweg zur Herstellung von aromatischen 

Aminosäuren 5 . 

Die Komplexität der notwendigen Modifikationen 

erfordert dabei ein Werkzeug, das die 

genaue Veränderung unterschiedlicher Gene 

erlaubt, ohne die zur zwischenzeitlichen Selektion 

genutzten Antibiotikaresistenz-Gene im 

Genom zu hinterlassen. Für derart komplexe 

Eingriffe in das Genom von E. coli ist die von 

der Firma Gene Bridges patentierte „Red/ET- 

Rekombination“ oder „recombineering“, die 

ursprünglich unter den Namen „ET cloning“ 6 

veröffentlicht worden ist, besonders geeignet. 

Sie erlaubt die schnelle und einfache Modifikation 

von DNA-Molekülen, ganz unabhängig 

von der Anwesenheit geeigneter Restriktionsschnittstellen 

sowie der Größe des DNA- 

Moleküls. In diesem Artikel möchten wir 

die Möglichkeiten aufzeigen, die sich für die 

Stammoptimierung durch die Verwendung 

der „Red/ET-Rekombination“ ergeben. 

Technologie 

Während andere Systeme zur Modifizierung 

des E. coli-Genoms etwa auf Gruppe II-Introns 

von Lactococcus lactis 7 oder auf Transposons 

wie Tn7 8 basieren, die nur die Modifikation an 

bestimmten Stellen des Genoms erlauben, ist 

mit dem „Red/ET-System“ eine Veränderung 

jeder beliebigen Stelle im Genom möglich. 

Die gezielte Integration neuer DNA erfolgt 


Abb. 2: Durch Einsatz entsprechender linearer Fragmente sind Modifikationen wie der knockout 

eines Gens durch Unterbrechen (a) oder Entfernen (b) des Leserahmens, die Insertion eines 

Fremdgens (c) oder das Auswechseln eines Promoters (d) möglich. Selektionsmarker (sm) werden 

mit FRT-Sequenzen flankiert, anschließend durch Expression einer „site-specific“ Rekombinase 

(z.B. FLP) entfernt, und eine einzelne FRT-Sequenz bleibt im Genom zurück. 

durch homologe Rekombination in E. coli- 

Stämmen, die die Phagenproteine recE/recT 

des Rac-Prophagen oder redα/redβ des Phagen 

λ exprimieren. Die Rekombination wird 

dabei durch kurze homologe Sequenzen auf 

den beiden zu rekombinierenden DNA-Molekülen 

vermittelt (Abb. 1; s. S. 25). 

Das Red/ET-Verfahren benötigt dafür 50bp 

lange Homologiearme, die als Oligonukleotide 

synthetisiert und über eine PCR-Reaktion an 

ein lineares Fragment angehängt werden können. 

Da bei der Oligonukleotid-Synthese jede 

Sequenz als Homologiearm hergestellt werden 

kann, erlaubt die Methode das Modifizieren 

jeder beliebigen Stelle im Genom. 

Die für die Rekombination erforderlichen 

Phagengene werden von einem Expressionsplasmid 

zur Verfügung gestellt, welches 

durch Transformation in jeden E. coli-Stamm 

eingebracht werden kann. Die Verwendung 

eines temperatursensitiven Replikationsstartpunktes 

bei der Konstruktion des Expressionsplasmids 

erlaubt das schnelle und 

einfache Entfernen des Plasmids nach Ablauf 

der Reaktion. 

Durch geschickte Auswahl der linearen 

Fragmente lassen sich so nicht nur Gene 

auf dem E. coli-Chromosom durch Insertion 

eines Resistenzgens ausschalten, sondern 

auch gezielt entfernen oder einfügen (Abb. 

2). Durch den Einsatz von Selektionsmarkern, 

die zusätzlich mit Erkennungsstellen für eine 

sequenzspezifische Rekombinase (FLP oder 

Cre) – sogenannten FRT- oder loxP-Sequenzen 

flankiert sind, lassen sich diese anschließend 

durch kurze Expression des entsprechenden 

Enzyms schnell und zuverlässig entfernen. 

Durch das Entfernen der Selektionsmarker 

können mehrere Gene nacheinander modifiziert 

werden, wobei sich die kurzen FRT- bzw. 

loxP-Erkennungssequenzen, die im Genom 

zurückbleiben, als unproblematisch erwiesen 

haben. So wurden im Rahmen von Kundenprojekten 

mit der vorgestellten Methode 

bereits bis zu sieben Gene nacheinander in 

einem Stamm modifiziert. 

Inaktivierung des 

Mannose-Transporters 

Als Beispiel für die Leistungsfähigkeit und 

einfache Handhabbarkeit der Technologie soll 

exemplarisch die Inaktivierung des Mannose-Transporters 

(manXYZ) im E. coli-Genom 

gezeigt werden. 

Durch Insertion eines mit FRT-Sequenzen 

flankierten Resistenzmarkers in das Gen, 

das für den Mannose-Transporter kodiert, 

wurde dieser gezielt ausgeschaltet, mit der 

Konsequenz, daß die Bakterien nicht mehr 

auf Mannose als einziger Kohlenstoff-Quelle 

wachsen können. Der Resistenzmarker wurde 

anschließend durch kurzfristige Expression 

einer sequenzspezifischen Rekombinase 

wieder aus dem Genom entfernt (Abb. 2a). 

Der experimentelle Ablauf im Labor betrug 

dabei von der ersten Stammanzucht bis zur 

Kontrolle des markerfreien Deletionsstammes 

weniger als zwei Wochen. Der Insertionsort 

a) 

b) c) 

M 1 2 3 4 5 M 6 7 8 9 10 

Abb. 3: Überprüfung der korrekten Insertion 

des Selektionsmarkers in den manX-Genlokus 

mittels PCR. a) Anordnung der PCR-Primer 

auf dem Genom. b) Kontroll-PCR nach Red/ET- 

Rekombination. Die Primer-Kombinationen 4/5 

(Spur 1), 4/6 (Spur 2), 2/3 (Spur 3) und 1/3 (Spur 

4) ergeben die erwarteten Fragmente. Mit der 

Primer-Kombination 2/5 (Spur 5) wird dagegen 

kein Amplifikat erhalten, da das Fragment für 

die Amplifizierung zu groß ist. 

c) Kontroll-PCR nach FLP-Rekombination. 

Nach erfolgreicher Entfernung des Selektionsmarkers 

erhält man mit den Primer-Kombinationen 

4/5, 4/6, 2/3 sowie 1/3 (Spuren 6 bis 

9) keine PCR-Produkte mehr. Die Primer 2/5 

(Spur 10) amplifizieren dagegen jetzt das kurze 

DNA-Fragment ohne Selektionsmarker. Die 

mit „M“ gekennzeichneten Spuren enthalten 

einen DNA-Größenmarker. 


der durch Red/ET-Rekombination in das 

Genom inserierten Selektionskassette wurde 

mittels PCR überprüft. Durch Verwendung 

von PCR-Primern, die teilweise im flankierenden 

Bereich des Genoms (Abb. 3a; Primer 1, 

2, 5 und 6) und teilweise auf dem inserierten 

Resistenzgen (Primer 3 und 4) binden, wurde 

die korrekte Insertion bestätigt (Abb. 3b). Analog 

dazu wurde das erfolgreiche Entfernen des 

Antibiotika-Markers durch die anschließende 

Expression einer sequenzspezifischen FLP- 

Rekombinase bestätigt (Abb. 3c). 

Als physiologischer Test für die erfolgreiche 

Inaktivierung des Mannose-Transporters 

wurde das Wachstum auf mannose- und 

glukosehaltigem Medium ermittelt und mit 

Wachstumskurven dokumentiert (Abb. 4). 

Der modifizierte Stamm zeigt den erwarteten 

Phänotyp: Die Bakterien wachsen im 

Gegensatz zum Ausgangsstamm nicht mehr 

mit Mannose als einziger Kohlenstoffquelle, 

da der entsprechende Transporter inaktiviert 

wurde. Das Wachstum auf Glukose dagegen 

bleibt unbeeinflußt. Die vollständige Entfernung 

des Resistenzmarkers wurde durch 

einen testweisen Ausstrich der Zellen auf kanamycinhaltigem 

Medium überprüft. Mittels 

Pulsfeld-Gelelektrophorese wurde darüber 

hinaus bestätigt, daß keine unspezifischen Rekombinationsereignisse 

stattgefunden haben 

(Daten nicht gezeigt). 

Fazit 

Mit der „Red/ET-Rekombination“ steht dem 

Bereich der „Weißen Biotechnologie“ eine 

Methode zur Verfügung, mit der sich schnelle, 

einfache und präzise Modifikationen im 

E. coli-Genom durchführen lassen. Da sich 

nicht nur einzelne Gene gezielt ausschalten 

lassen, sondern auch DNA-Abschnitte anderer 

Organismen gezielt an jede gewünschte Positi- 


Abb. 4: Wachstumskurven des Ausgangsstammes (wt) sowie des modifizierten E. coli-Stammes 

(dMan) auf Glukose (Glc) bzw. Mannose (Man). 

on im E. coli-Genom einfügen lassen 9 , erleichtert 

die Technologie nicht nur die Entwicklung 

maßgeschneiderter Produktionsstämme für 

bereits bestehende biotechnologische Produkte 

sondern ermöglicht auch die gezielte 

Planung neuer Produkte durch Verknüpfung 

von DNA-Abschnitten aus verschiedenen 

Organismen. 

Zusätzlich zu der Anwendung in E. coli, 

dem „Haustier“ der Molekularbiologen, gibt 

es Hinweise darauf, daß die Methode prinzipiell 

auch in weiteren Mikroorganismen 

anwendbar ist 10-11 . 

Literatur 

[1] Ikeda, M., Appl. Microbiol. Biotechnol 69 (2006), 615-626. 

[2] Yuan, L.Z., Rouviere, P.E., LaRossa, R.A., Suh, W., Metabolic Engineering 8 

(2006), 79-90. 

[3] Johansson, L., Lindskog, A., Silfversparre, G., Cimander, C., Nielsen, K.F., 

Lidén, G., Biotechnology and Bioengineering 92 (2005), 541-552. 

[4] Lee, P.C. and Schmidt-Dannert C., Appl. Microbiol. Biotechnol. 60 (2002), 1-11. 

[5] Krämer, M., Bongaerts, J., Bovenberg, R., Kremer, S., Müller, U., Orf, S., 

Wubbolts, M., Raeven, L., Metabolic Engineering 5 (2003) 277-283. 

[6] Zhang, Y., Buchholz, F., Muyers, J.P.P., Stewart, A.F., Nature Genetics 20 

(1998), 123-128 

[7] Zhong, J., Karberg, M., and Lambowitz, A.M., Nulceic Acids Research 31 

(2003), 1656-1664. 

[8] McKenzie, G.J., and Craig, N.L. BMC Microbiology (2006), 6:39 

[9] Wenzel,S.C., Gross, F., Zhang, Y., Fu, J., Stewart, A.F., Müller, R. 

Chemistry&Biology 12 (2005), 349-356. 

[10] Bonifield, H.R and Hughes K.T. J Bacteriology 185 (2003), 3567-3574. 

[11] Metzgar, D., Bacher, J.M., Pezo, V, Reader, J., Döring, V. Schimmel, P., Malière, 

P., De Crécy-Lagard, V. Nucleic Acid Research 32 (2004), 5780-5790 


Dr. Harald Kranz 

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Genomics 

� 

Startschuß für das Bielefelder 

GenoMik-Plus-Netzwerk 

Dr. Werner Selbitschka und Prof. Dr. Alfred Pühler, 

Lehrstuhl für Genetik, Universität Bielefeld 

Im Rahmen des Förderschwerpunktes GenoMik-Plus, fördert das Bundesministerium für 

Bildung und Forschung (BMBF) das von der Universität Bielefeld koordinierte, bundesweite 

Genomforschungsnetzwerk „Funktionelle Genomforschung an Bakterien für den Umweltschutz, 

die Landwirtschaft und die Biotechnologie“. Die Universität Bielefeld beherbergt 

darüber hinaus den Bereich Bioinformatik der „Technologieplattform für mikrobielle Genomforschung 

– TPMG“, der Dienstleistungen auf dem Gebiet Bioinformatik anbietet. Im 

Vordergrund der Netzwerkforschung stehen Postgenomanalysen, das heißt der Einsatz 

von Microarrays in genomweiten Transkriptomexperimenten sowie von Proteom- und 

Metabolomanalysen. Die Forschungsarbeiten beziehen sich auf Bakterien, die entweder 

einen fördernden oder einen schädigenden Einfluß auf das Wachstum von Nutzpflanzen 

ausüben, die als Produktionsorganismen zur Herstellung von Aminosäuren genutzt werden 

oder die als potente Produzenten von biologisch aktiven Sekundärmetaboliten bekannt 

sind. Auf dem Gebiet der Technologieentwicklung hat das Bielefelder Netzwerkzentrum 

eine neuartige Pipeline für bakterielle Genomanalysen etabliert. Diese basiert auf der 

ultraschnellen 454-Sequenziertechnologie, wobei die erzeugten Genomdaten mittels einer 

in Bielefeld entwickelten Software ausgewertet werden. 

�� SensorDish �� 

® Reader 



Online Culture 

Monitoring 

Von Juni 2001 bis Mai 2006 förderte das Bundesministerium 

für Bildung und Forschung 

(BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme 

„Genomforschung an Mikroorganismen 

- GenoMik“ das von der Universität Bielefeld 

koordinierte Kompetenznetzwerk mit 

dem Titel „Genomforschung an Bakterien 

für den Umweltschutz, die Landwirtschaft 

und die Biotechnologie“ (www.genomik. 

uni-bielefeld.de). Das Bielefelder Genomforschungsnetzwerk 

entschlüsselte in dieser 

Zeit die Erbinformation von insgesamt 

sechs Bakterienstämmen mit Relevanz für 

den Umweltschutz, die Landwirtschaft und 

die Biotechnologie. So wurde beispielsweise 

im Bereich Umwelt das Genom des 

Erdöl-abbauenden, marinen Bakteriums 

Alcanivorax borkumensis entziffert 1 (siehe S. 

33, Abb. 1). Darüber hinaus wurden für alle 

sequenzierten Bakterien Microarrays für 

genomweite Transkriptomstudien etabliert. 

Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten 

des Bielefelder Netzwerks bestand in der 

Entwicklung einer Software-Suite zur bioinformatischen 

Auswertung bakterieller 

Genomsequenzen 2 . 

Mitte Juli 2005 veröffentlichte das BMBF 

die Ausschreibung zur Förderrichtlinie 

GenoMik-Plus, die das Förderprogramm 

GenoMik ablösen soll. Die Universität 

pH/Oxygen Sensing in 24-Well Dishes 

> Online pH/oxygen monitoring 

> Incubator- and shaker-compatible 

> Non-invasive 

> Sterile 

28 | 7. Jahrgang | Nr. 5/2006 LABORWELT 

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phone: +49 (0)941942720


Abb. 1: Anhaftung von A. borkumensis an Öltröpfchen 

Bielefeld reichte im Rahmen des neuen Förderschwerpunkts den 

Forschungsantrag mit dem Titel „Funktionelle Genomforschung 

an Bakterien für den Umweltschutz, die Landwirtschaft und die 

Biotechnologie“ ein, der schließlich Anfang des Jahres 2006 von 

einem internationalen Gutachtergremium zur Förderung empfohlen 

wurde. Das Bielefelder GenoMik-Plus-Netzwerk nahm am 1. 

Juni 2006 seine Forschungsarbeiten auf, die im wesentlichen auf 

den während der GenoMik-Förderphase erarbeiteten Ergebnissen 

aufbauen. 

Struktur und wissenschaftliche Schwerpunkte 

Das Bielefelder GenoMik-Plus-Netzwerk bündelt die Expertise von 

insgesamt 26 Forschergruppen, die an fünfzehn Universitäten, an 

drei Forschungszentren sowie an drei Industrieunternehmen angesiedelt 

sind. Abbildung 2 (S. 30) zeigt die geographische Herkunft 

der Netzwerkpartner, die sich bundesweit auf insgesamt neun 

Bundesländer verteilen. 

Das Netzwerk untergliedert sich in drei Forschungscluster sowie 

ein koordinierendes Netzwerkzentrum. Diese besteht aus einem 

Netzwerkmanagement, das die wissenschaftliche und administrative 

Koordination des Netzwerks ausübt und einem Technologieknoten, 

der den Netzwerkpartnern seine Infrastruktur und sein 

Know-how in den Bereichen Bioinformatik und Transkriptomik 

zur Verfügung stellt. Die Forschung des Netzwerks ist in Form der 

drei Forschungscluster „Pflanzenassoziierte Bakterien“, „Primärmetabolit-Produzenten“ 

und „Sekundärmetabolit-Produzenten“ 

organisiert. Die in den Clustern bearbeiteten Bakterienspezies sind 

in Tabelle 1 zusammengefaßt. Integraler Bestandteil des Bielefelder 

Netzwerks ist darüber hinaus eine Technologieplattform für 

Bioinformatik, die allen GenoMik-Plus-Projekten Unterstützung 

anbietet (Abb. 3; S. 30). 

Im Cluster „Pflanzenassoziierte Bakterien“ arbeiten insgesamt 

fünf Forschergruppen an Pflanzenwuchs-fördernden und Pflanzenwuchs-schädigenden 

Bakterien. Bei den Pflanzenwuchs-fördernden 

Bakterien handelt es sich um die Stickstoff-fixierenden Symbionten 

der Luzerne und der Sojabohne, Sinorhizobium meliloti und Bradyrhizobium 

japonicum. Im Mittelpunkt der Postgenomanalysen bei 

beiden Bakterienspezies stehen Untersuchungen zur Antwort und 

Adaptation der Bakterien an biotische und abiotische Streßbedingungen, 

denen die Bakterien in der Umwelt ausgesetzt sind. Die 

Relevanz streßinduzierter Gene sollen durch funktionelle Analysen 

von Transposon-induzierten Mutanten validiert werden. 


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Abb. 2: Geographische Verteilung der Partner des GenoMik-Plus Netzwerks „Funktionelle Genomforschung 

an Bakterien für den Umweltschutz, die Landwirtschaft und die Biotechnologie“ 

Die Pflanzenwuchs-schädigenden Bakterien 

umfassen das Gram-positive Tomatenpathogen 

Clavibacter michiganensis subsp. 

michiganensis sowie die Gram-negativen 

Bakterien Xanthomonas campestris pathovare 

vesicatoria und campestris, die Pathogene 

von Tomate oder Kohlpflanzen. Im Zentrum 

der Analysen bei den genannten phyotopathogen 

Bakterien steht die Identifizierung 

von bakteriellen Genen, die in planta eine 

erhöhte Expression zeigen, da diese in der 

Bakterien-Wirtspflanzen-Interaktion eine 

Rolle spielen könnten. Kandidatengene 

sollen anschließend mutiert und die Pathogenität 

von Mutanten in Pflanzentests 

analysiert werden. 

Der Cluster „Primärmetabolit-Produzenten 

beschäftigt sich mit dem zur industriellen 

Produktion von Aminosäuren 

eingesetzten Gram-positiven Bakterium 

Corynebacterium glutamicum. In diesem Cluster 

arbeiten acht Arbeitsgruppen mit dem 

Ziel zusammen, einen globalen, vertieften 


Einblick in die Kontrolle des Kohlenstoff- 

(C), Stickstoff- (N), Schwefel- (S) und Phosphor-(P)- 

Metabolismus bei C. glutamicum 

zu gewinnen. Hierzu sollen Effektoren und 

Regulatoren identifiziert, Verbindungen 

zwischen der Regulation und dem C-, N-, 

S- und P-Metabolismus aufgeklärt sowie 

Korrelationen zwischen Kulturbedingungen 

und intrazellulären Metaboliten untersucht 

werden. 

Der Cluster „Sekundärmetabolit-Produzenten“ 

schließlich unterteilt sich in die drei 

Subcluster „Streptomyceten“, „Myxobakterien“ 

und „Bacillus“. In den verschiedenen 

Subclustern arbeiten jeweils sechs, drei 

und vier Arbeitsgruppen an den jeweiligen 

Naturstoffproduzenten arbeitsteilig zusammen. 

Gemeinsames Ziel der Subcluster 

ist es, das Potential der drei verschiedenen 

Bakterienspezies zur Sekundärmetabolitproduktion 

auszuschöpfen. Der Subcluster 

„Streptomyceten“ beschäftigt sich mit 

der Verbesserung antibiotisch wirksamer 

Tab. 1: Bakterielle Postgenomprojekte und verantwortliche Cluster-Koordinatoren bzw. Projektleiter. 

Aus Platzgründen wurden bei den Clustern II und III nur die Cluster- bzw. Subclusterkoordinatoren* 

aufgelistet. 

Bakterienspezies Verantwortlicher 

Cluster I: Pflanzenassoziierte Bakterien 

Bradyrhizobium japonicum Michael Göttfert, Dresden* 

Sinorhizobium meliloti Anke Becker, Bielefeld 

Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis Rudolf Eichenlaub, Bielefeld 

Xanthomonas campestris pv. campestris Karsten Niehaus, Bielefeld 

Xanthomonas campestris pv. vesicatoria Ulla Bonas, Halle (Saale) 

Cluster II: Primärmetabolit-Produzenten 

Corynebacterium glutamicum Michael Bott, Jülich* 

Cluster III: Sekundärmetabolit-Produzenten 

Streptomyces Wolfgang Wohlleben, Tübingen* 

Sorangium cellulosum Rolf Müller, Saarbrücken 

Bacillus amyloliquefaciens Rainer Borriss, Berlin 

Sekundärmetabolite aus Streptomyces wie 

beispielsweise einer Reduktion der Zytotoxizität. 

Einen zweiten Schwerpunkt bildet 

die Analyse der Regulation der Sekundärmetabolitproduktion. 

Ziel ist hierbei die 

Entwicklung von Strategien zur Steigerung 

der Ausbeute bei der Produktion von Antibiotika. 

Das Subcluster „Myxobakterien“ 

fokussiert auf Untersuchungen zur Regulation 

der Sekundärmetabolitproduktion 

in Sorangium cellulosum. Angestrebt wird 

hierbei eine Erhöhung der Produktivität 

von Produktionsstämmen. Daneben sollen 

mittels „genome mining“ neuartige Sekundärmetabolite 

identifiziert werden. Im Fokus 

der Arbeiten des Subclusters „Bacillus“ 

schließlich, steht die Produktion und Charakterisierung 

von neuen Polyketiden von 

Bacillus amyloliquefaciens, die gegen human- 

und pflanzenpathogene Bakterien gerichtet 

sind. Weiteres Ziel ist die Optimierung der 

Produktion von antibakteriellen Wirkstoffen 

mittels eines Bacillus-spezifischen Expressionssystems. 

Die im Zuge der Analysen geplanten 

genomweiten Transkriptomexperimente 

in den verschiedenen Clustern werden 

zentral vom Netzwerkzentrum in Bielefeld 

durchgeführt. Hierzu stellt der Technologieknoten-Transkriptomik 

seine state-of-theart-Ausrüstung 

und seine entsprechende Expertise 

zur Verfügung. Die bioinformatische 

Auswertung der erzeugten Daten erfolgt mit 

Hilfe der in Bielefeld entwickelten Software- 

Suite für bakterielle Genomforschung (Tab. 

2, S 32). Mittels eines neu einzurichtenden 

GenoMik-Plus-Portals, erhalten die Netzwerkpartner 

einen Web-basierten Zugriff 

auf die in Bielefeld vorgehaltene Rechner- 

und Software-Infrastruktur. 

Technologieplattform Bioinformatik 

Im Zuge der fünfjährigen GenoMik-Förderphase 

wurde in den insgesamt drei 

BMBF-geförderten, bundesweiten Kompetenznetzwerken 

eine Infrastruktur für 

bakterielle Genomforschung aufgebaut. Es 

bildeten sich drei Forschungszentren mit 

den Schwerpunkten DNA-Sequenzanalyse, 

Bioinformatik und Proteomforschung heraus. 

Die Ausstattung der drei Zentren mit 

modernsten Geräten sowie das erworbene 

Know-how wird nun im Rahmen des Geno- 

Mik-Plus-Förderschwerpunkt in Form einer 

„Technologieplattform für mikrobielle Genomforschung 

(TPMG)“ zusammengefaßt 

und GenoMik-Plus-Kooperationspartnern 

zur Nutzung angeboten. Während die 

Universität Göttingen den Sektor DNA- 

Sequenzanalyse und -Annotation abdeckt, 

ist die Universität Greifswald für die Hochdurchsatz-Proteomforschung 

zuständig. 

Aufgrund seiner Expertise auf dem Sektor 

Bioinformatik wurde die Universität Bielefeld 

als Bioinformatik-Zentrum der Tech- 


nologieplattform ausgewählt. Die TPMG- 

Bioinformatik steht für alle im Rahmen 

des GenoMik-Plus-Förderschwerpunktes 

geförderten Projekte als Dienstleister auf 

den Gebieten Genomannotation (GenDB) 

und der Auswertung von Transkriptomdaten 

(EMMA) zur Verfügung. Insbesondere 

das Programm GenDB wurde bereits international 

in zahlreichen Genomprojekten erfolgreich 

eingesetzt 8, 9, 10 . Den Kooperationspartnern 

der TPMG-Bioinformatik werden 

die in Tabelle 2 aufgeführten Programme 

zur Nutzung angeboten. 

Neue Sequenziertechnologie 

und die Bielefelder Software-Suite 

Die Anwendung der von der Firma Roche 

vertriebenen sogenannten Sequenziertechnologie 

von 454 Life Science Corp. 

(Branford, USA) in der bakterielle Genomforschung 

hat die Erstellung von Genomsequenzen 

enorm beschleunigt. Innerhalb 

kürzester Zeit kann nun die komplette 

Genomsequenz eines Bakteriums erstellt 

werden. Einen Flaschenhals in der weiteren 

Prozessierung der Sequenz stellt allerdings 

deren bioinformatische Auswertung dar. 

In Zusammenarbeit mit der Firma Roche 

Applied Science, Penzberg, wurde nun 


Abb. 3: Struktur des von der Universität Bielefeld koordinierten GenoMik-Plus-Netzwerks 

eine de novo-Sequenzierung des Genoms 

des humanpathogenen Bakteriums Corynebacterium 

urealyticum mit Hilfe des Genom 

Sequencer-Systems durchgeführt 11 . Das 

assemblierte Genom wurde anschließend 

mit Hilfe der Genomannotationssoftware 

GenDB automatisch annotiert, wobei eine 

standardisierte Analysepipeline bestehend 

Genevac German lyo 122.5x185 12/9/06 12:53 pm Page 1 


aus Genvorhersage, Funktionsvorhersage 

sowie Datenbankabfragen wie BLAST oder 

InterPro angewandt wurde. Die Fallstudie 

demonstrierte, daß sich Datensätze, die mit 

Hilfe der neuen 454-Technologie erzeugt 

wurden, in idealer Weise mit der in Bielefeld 

entwickelten Software-Suite verbinden 

lassen. 

Hinweise und Tipps zur Evaporation 

Mit den Tipps von den Experten von Genevac können Sie Ihre 

Konzentrations- und Evaporationsverfahren optimieren. 

Nummer 2 – Problem mit der Gefriertrocknung von 

HPLC-Fraktionen 

Das Problem 

Die Gefriertrocknung von HPLC-Fraktionen, die flüchtige 

Lösungsmittel wie z. B. Acetonitril enthalten, kann problematisch 

sein. Das flüchtige Lösungsmittel friert oft nicht und verursacht 

daher ein Aufkochen des Lösungsmittelgemisches und 

Probenverluste. Darüber hinaus kann das flüchtige Lösungsmittel 

den Aufbau eines sehr niedrigen Vakuums beeinträchtigen, das 

für eine leistungsfähige Gefriertrocknung notwendig ist. 

Die Lösung 

Neue technische Weiterentwicklungen der 

Zentrifugenevaporatoren von Genevac erlauben es, eine schnelle 

und sichere Lyophilisation von HPLC-Fraktionen zu verwirklichen. 

In einem neuen Technikbericht werden die Einzelheiten dieser 

neuen Technologie beschrieben und es wird gezeigt, wie die 

Probleme bei Trocknung von HPLC-Proben gelöst werden 

können. 

Berichtanforderung 

Diesen Anwendungsbericht erhalten Sie unter der Adresse 

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Trocknung von 15-ml- 

HPLC-Fraktionen mit 0,01 

M Ibuprofen: 5 Stunden 

Gefriertrocknung von 15-ml- 

HPLC-Fraktionen mit 0,01 M 

Ibuprofen: 6 Stunden. 


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Tab. 2: In house entwickelte Softwaremodule des Bielefelder Netzwerkzentrums. Die in 

Klammern gezeigten Zahlen beziehen sich auf die im Literaturverzeichnis aufgeführten 

Originalpublikationen. 

Bereich Software Software-Beschreibung 

DNA-Sequenzanalyse SAMS Ad hoc-Analyse und Qualitätskontrolle von DNA- 

Sequenzen, Kontrolle des Projektfortschritts (z.B. 

Lander-Waterman-Statistiken) 

BACCardI Tool für die Visualisierung von BAC- und Fosmidkarten 

zur Validierung der Genomassemblierung [3] 

GenDB Automatische und manuelle Genomannotation [4] 

Transkriptomik OligoDesigner Design von spezifischen Oligonukleotiden für 

Microarrays 

Array LIMS Speicherung und Management von Microarray- 

Daten 

EMMA Auswertung von Microarray-Daten [5] 

Datenintegration BRIDGE Software zur Integration heterogener Datensätze 

z.B. Verknüpfung von Microarray-Daten mit der 

entsprechenden Genomannotation [6, 7] 

Daten- und GPMS Projekt und Benutzermanagement 

Projektmanagement (Zugang mittels spezieller 

Berechtigungen) 

Fazit 

Dank der vom BMBF im Jahre 2001 ins Leben 

gerufenen GenoMik-Förderinitiative, in 

deren Rahmen drei Genomforschungsnetzwerke 

etabliert wurden, die insgesamt mehr 

als 20 bakterielle Genome entschlüsselten, 

hat Deutschland auf dem Gebiet der mikrobiellen 

Genomforschung wieder Anschluß 

an die internationale Spitzenforschung 

gefunden. 

Die während der GenoMik-Förderphase 

sequenzierten bakteriellen Genome des 

Bielefelder Netzwerks sowie die neukonstruierten 

genomweiten Microarrays bilden 

ein solides Fundament für die geplanten 

Forschungsarbeiten des von der Universität 

Bielefeld koordinierten GenoMik-Plus- 

Netzwerks. Dieses wird sich während des 

dreijährigen Förderzeitraums vor allem 

auf die Beantwortung biologischer Fragestellungen 

konzentrieren. Der Einsatz 

der sogenannten ‚-omics‘-Techniken wird 

dabei neue Einblicke in die molekularen 

Grundlagen der Wirt-Bakterien-Interaktion 

bei symbiontischen und pathogenen 

Bakterien ergeben, die Rolle regulatorischer 

Netzwerke bei der fermentativen 

Aminosäureproduktion aufklären sowie 

die Identifizierung neuartiger, biologisch 

aktiver Sekundärmetabolite erleichtern. 

Die Technologieentwicklung auf dem Gebiet 

der Analyse bakterieller Genome soll 

ebenfalls vorangetrieben werden. 

Einzigartig in Deutschland dürfte dabei 

eine in Grundzügen in Bielefeld bereits 

etablierte Pipeline von Genomsequenzierung 

und -annotation sein. Diese beruht 

auf einer Verknüpfung der neuen 454-Sequenziertechnik 

mit der Bielefelder Bioin- 


formatik-Software-Suite und ermöglicht 

so eine schnelle, kostengünstige Analyse 

bakterieller Genome. 

Literatur 

[1] Schneiker, S., dos Santos V.A.P.M., Bartels, D., Bekel, T., Brecht, M., Buhrmester, 

J., Chernikova, T.N., Denaro, R., Ferrer, M., Gertler, C., Goesmann, 

A., Golyshina, O.V., Kaminski, F., Khachane, A.N., Lang, S., Linke, B., 

McHardy, A.C., Meyer, F., Nechitaylo, T., Pühler, A., Regenhardt, D., Rupp, O., 

Sabirova, J.S., Selbitschka, W., Yakimov, M.M., Timmis, K.N., Vorhölter, F.J., 

Weidner, S., Kaiser, O., Golyshin, P.N. Nature Biotechnol 24 (2006), 997- 

1004. 

[2] Special Issues des J Biotechnol 106 (2003; Eds. Pühler, A., Selbitschka, W.) 

[3] Bartels, D., Kespohl, S., Albaum, S., Drüke, T., Goesmann, A., Herold, J., 

Kaiser, O., Pühler, A., Pfeiffer, F., Raddatz, G., Stoye, J., Meyer, F., Schuster, 

S.C. Bioinformatics 21(2005), 853-859. 

[4] Meyer, F., Goesmann, A., McHardy, A.C., Bartels, D., Bekel, T., Clausen, J., 

Kalinowski, J., Linke, B., Rupp, O., Giegerich, R., Pühler, A. Nucleic Acids 

Res 31 (2003), 2187-2195. 

[5] Dondrup, M., Goesmann, A., Bartels, D., Kalinowski, J., Krause, L., Linke, 

B., Rupp, O., Sczyrba,A., Pühler, A., Meyer, F. J Biotechnol 106 (2003), 

135-146. 

[6] Goesmann, A., Linke, B., Rupp, O., Krause, L., Bartels, D., Dondrup, M., 

McHardy, A.C., Wilke, A., Pühler, A., Meyer, F. J Biotechnol 106 (2003,) 

157-167. 

[7] Goesmann, A., Linke, B., Bartels, D., Dondrup, M., Krause, L., Neuweger, 

H., Oehm, S., Paczian, T., Wilke, A., Meyer, F. Nucleic Acids Res 33 (2005), 

W710-W716 Suppl. S 

[8] Baar, C., Eppinger, M., Raddatz, G., Simon, J., Lanz, C., Klimmek, O., 

Nandakumar, R., Gross, R., Rosinus, A., Keller, H., Jagtap, P., Linke, B., 

Meyer, F., Lederer, H., Schuster, S.C. Proc Natl Adac Sci USA 100 (2003), 

11690-11695. 

[9] Rendulic, S., Jagtap, P., Rosinus, A., Eppinger, M., Baar, C., Lanz, C., Keller, 

H., Lambert, C., Evans, K.J., Goesmann, A., Meyer, F., Sockett, R.E., Schuster, 

S.C. Science 303 (2004), 689-692. 

[10] Westberg, J., Persson, A., Holmberg, A., Goesmann, A., Lundeberg, J., 

Johansson, K-E, Pettersson, B., Uhlén, M. Genome Res 14 (2004), 221-227. 

[11] Tauch, A., Trost, E., Bekel, T., Goesmann, A., Ludewig, U., Pühler, A. Genome 

Sequencer System. Application Note N. 2/July 2006, Roche Diagnostics. 


Dr. Werner Selbitschka 

Universität Bielefeld, Lehrstuhl für Genetik 

D-33501 Bielefeld 

Tel.: +49-(0)521-106 5604 

Fax: +49-(0)521-106 5626 

eMail: werner.selbitschka@genetik.unibielefeld.de 

www.genomik.uni-bielefeld.de 


Genomics 

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Alkan-Biodegradation mit 

Alcanivorax borkumensis 

Dr. Vítor A.P. Martins dos Santos, Dipl.-Biol. Christoph Gertler, Dr. Peter N. Golyshin, 

Prof. Kenneth N. Timmis, Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig 

Prof. Alfred Pühler und Dr. Susanne Schneiker , Lehrstuhl für Genetik, Universität Bielefeld 

Alcanivorax borkumensis ist ein ölabbauendes, marines Bakterium, das in ölverschmutztem 

Meerwasser weltweit nachzuweisen ist. Das 3,12 Mb große Genom von A. borkumensis SK2 

enthält zahlreiche Gene, die den effizienten Abbau verschiedener Bestandteile des Öls vermitteln. 

Außerdem kodiert es für die Bildung von oberflächenaktiven Substanzen, Glykolipiden, 

die für die Emulsion von Öl bedeutend sind, und für Oberflächenpolysaccharide, die bei der 

Bildung von Biofilmen eine Rolle spielen. Zusätzlich verfügt das Bakterium über eine Vielzahl 

an Transportern für die Aufnahme von Nährstoffen und kann sich so gegenüber Nahrungskonkurrenten 

in nährstoffarmen Habitaten behaupten. Experimente zur Biodegradation von 

Schweröl unter optimalen Versuchsbedingungen in einer naturnahen Mikrokosmen-Versuchsreihe 

zeigten, daß A. borkumensis SK2 zusammen mit anderen Bakterien in der Lage 

ist, fast 98% des gefährlichen und schwer abbaubaren Schiffsöls zu verarbeiten und den 

Nahrungsketten als unschädliche Biomasse zuzuführen. 

Ölverschmutzungen stellen eine große Bedrohung 

für marine und küstennahe Ökosysteme 

dar. Jährlich gelangen mehrere hundert Millionen 

Liter Öl in die Meere. Mit mehr als 17.000 

Bestandteilen ist Rohöl eine der komplexesten 

Mischungen an organischen Substanzen, 

die auf der Erde natürlich vorkommen. Gesättigte 

Kohlenwasserstoffe machen dabei 

den Hauptbestandteil im Rohöl aus. Daher 

stellt deren Abbau den wichtigsten Prozeß 

zur Beseitigung von Ölverschmutzungen in 

der Umwelt dar 1 . Daß die Weltmeere nicht 

komplett mit Öl verschmutzt sind, ist der 

Effizienz und Vielseitigkeit eines Netzwerks 

mariner Mikroorganismen zu verdanken, die 

verschiedenartige Kohlenwasserstoffbindungen 

abbauen können. Dennoch können diese 

Mikroorganismen unter normalen Umweltbedingungen 

die großen Mengen an Öl nicht 

komplett beseitigen, die durch starke vom 

Menschen verursachte Verschmutzungen, wie 

etwa Tankerunglücke, ins Meer gelangen. 

A. borkumensis wurde mittels Durchmusterung 

von Bakterien, die in der Lage sind, 

oberflächenaktive Stoffe zu produzieren und 

n-Alkane abzubauen, aus einer Seewasser/Sediment-Probe 

der Nordsee isoliert 2 . Seitdem 

ist A. borkumensis in mehr als 50 marinen 

Habitaten weltweit nachgewiesen worden 3,4 . 

A. borkumensis ist im Vergleich zu anderen 

ölabbauenden Meeresbakterien extrem kompetitiv. 

Während das Bakterium in sauberen 

Meereshabitaten kaum detektierbar ist, steigt 

sein Anteil auf bis zu 80 Prozent der gesamten 

Bakterienpopulation in vielen ölverschmutzten 

Habitaten 1 . Aufgrund dieser Eigenschaften 

wurde das Bakterium für die Genomsequenzierung 

ausgewählt. 

Die Genomsequenzierung von A. borkumensis 

SK2 sollte Hinweise darauf liefern, welche 

genetischen Grundlagen den herausragenden 

Eigenschaften beim Abbau von Erdöl 

und dem raschen Anstieg der Bakterienzahl 

beim Vorhandensein von Öl zugrunde liegen 

und somit als Grundlage zu einer vertieften, 

experimentellen Analyse dieser besonderen 

Fähigkeiten dienen. 

Das Alcanivorax borkumensis- 

Genomprojekt 

Im Rahmen des Bielefelder Kompetenznetzwerks 

„Genomforschung an Bakterien 

für den Umweltschutz, die Landwirtschaft 

und die Biotechnologie“ wurde gemeinsam 

von Forschern des Helmholtz-Zentrums für 

Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig 

und der Universität Bielefeld erstmals das 

Genom des marinen, ölabbauenden Bakteriums 

entziffert 5-6 . 

Sequenzerstellung und Assemblierung 

Zur automatisierten Qualitätskontrolle und 

Verarbeitung der Sequenzdaten wurde an der 

Universität Bielefeld eine Bioinformatik-Pipeline 

entwickelt 7 , die neben der Standardsoftware 

zur Prozessierung, Assemblierung und 

Visualisierung von Sequenzdaten, um die inhouse 

entwickelten Programme BioMake und 

BaCCardI erweitert wurde. Das Programm 

BioMake dient zur automatischen Prozessierung 

und Auswertung von Sequenzrohdaten. 


Hessisches Ministerium 

für Wirtschaft, Verkehr 

und Landesentwicklung 

Hessen: 

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Kontakt 

Aktionslinie hessen-biotech 

HA Hessen Agentur GmbH 

Abraham-Lincoln-Str. 38-42 

65189 Wiesbaden 

Dr. Detlef Terzenbach 

Mail: detlef.terzenbach@hessen-agentur.de 


Mit dem Programm BaCCardI 8 ist eine Validierung 

der Genomassemblierung möglich. 

In der ersten Phase der Sequenzierung 

von A. borkumensis SK2 wurden shotgun- 

Banken mit Insertgrößen von 1kb, 2 bis 3 kb 

und 8kb konstruiert und anschließend über 

32.000 qualitativ hochwertige Sequenzen im 

Hochdurchsatzverfahren von der Qiagen 

GmbH (Hilden) erstellt. In der zweiten Phase 

der Genomsequenzierung wurden knapp 

1.500 weitere Sequenzen zur Qualitätsverbesserung 

und zum Schließen der Lücken 

in der Genomsequenz bei der IIT Biotech 

GmbH (Bielefeld) erzeugt, um für jede Base 

der Konsensussequenz eine Qualität von 

mindestens Phred 40 zu erzielen. Parallel 

zur Hochdurchsatz-Sequenzierungsphase 

wurde zur Validierung der assemblierten Genomsequenz 

eine BAC-Bibliothek mit großen 

DNA-Fragmenten konstruiert und beidseitig 

von der Integrated Genomics GmbH (Jena) 

ansequenziert. Die Genomsequenzierung 

ergab, daß das Genom von A. borkumensis 

SK2 zirkulär ist und eine Größe von 3.120.143 

Basenpaaren aufweist. 

Die Annotation des Genoms erfolgte mit 

dem an der Universität Bielefeld entwickelten 

Annotationssystem GenDB 9 . GenDB ist ein 

„open source“-Genomannotationssystem für 

bakterielle Genome in dem Regionen (z.B. 

Gene), Beobachtungen zu diesen Regionen 


(z.B. Ergebnisse von Datenbankabfragen) 

und automatische oder manuelle Annotationen 

gespeichert werden. Vor der manuellen 

Annotation wurde für jedes vorhergesagte 

Gen zunächst eine computergestützte automatische 

Annotation durchgeführt. Nach 

Vorhersage und manueller Annotation des 

Genoms kodiert A. borkumensis SK2 für 2.755 

Proteine, wobei 2.242 dieser Proteine eine 

biologische Funktion zugeordnet werden 

konnte (Abb. 1). 

Analyse des genetischen Potentials 

von A. borkumensis SK2 

Das auffälligste Merkmal von A. borkumensis 

SK2 ist seine Fähigkeit, effizient von Alkanen 

als ausschließlicher C-Quelle zu leben. In 

Übereinstimmung dazu hat die Analyse des 

Genoms gezeigt, daß SK2 neben den beiden, 

aus Pseudomonas putida bekannten alk-Genclustern 

10 , für drei p450-Cytochrome kodiert, die 

am Abbau von Kohlenwasserstoffverbindungen 

beteiligt sind. Außerdem existieren mehrere 

Oxidoreduktasen unbekannter Spezifität, 

die vermutlich an der Ölverwertung beteiligt 

sind. Dieses breite Spektrum an Wegen zum 

Abbau von Kohlenwasserstoffen vermittelt 

A. borkumensis SK2 einen klaren Vorteil gegenüber 

anderen Mitgliedern ölabbauender 

bakterieller Gemeinschaften. 

Abb.1: Das zirkuläre Chromosom von A. borkumensis SK2. Von innen nach außen sind abgebildet: 

(Kreis 1) GC skew der DNA; (Kreis 2) G+C-Gehalt der DNA; (Kreise 3 und 4) Gene die gegen, bzw. im 

Uhrzeigersinn exprimiert werden. Die Gene sind gemäß dem Klassifizierungsschema der „Cluster 

of Orthologous Groups“ eingefärbt; (Kreis 5) DNA-Koordinaten des Chromosoms in Kilobasen. 

Oberflächenaktive Stoffe fördern die Emulsion 

von Öl in Wasser und erhöhen so die Bioverfügbarkeit 

von hydrophoben organischen 

Substanzen. Die Genomannotation lieferte 

einige Kandidaten, die für die Bildung oberflächenaktiver 

Glucolipide in Frage kommen. 

Diese Glucolipide spielen eine entscheidende 

Rolle für die Emulsion von Öl in Wasser. Damit 

erleichtern sie die Bioverfügbarkeit des Öls 

und fördern den Abbau der Kohlwasserstoffmoleküle. 

Außerdem verfügt A. borkumensis 

SK2 über ein 50kb großes Gencluster, welches 

die komplette Maschinerie für die Biosynthese, 

den Export, die Modifizierung und Polymerisierung 

von Exopolysacchariden enthält, die 

möglicherweise an der Ausbildung von Biofilmen 

beteiligt sind und so die Ansiedlung von 

A. borkumensis SK2 im Bereich der Öl-Wasser- 

Interphase ermöglichen (Abb. 2A). 

Der Erfolg eines marinen Bakteriums in 

einer meist sehr nährstoffarmen Umgebung 

hängt von einer effektiven Aufnahme und 

Verwertung von Nährstoffen, insbesondere 

Stickstoff (N), Phosphor (P) und Schwefel (S) 

ab. Neben spezifischen Aufnahmesystemen 

für die Makroelemente N, P und S, besitzt 

A. borkumensis SK2 Transportsysteme für die 

Aufnahme von Mikronährstoffen, wie Eisen, 

Zink, Magnesium, Cobalt und anderen. Im 

Einklang mit der Lebensweise in einem 

marinen Habitat sind viele Transportsysteme 

an Na + -Pumpen gebunden, die den 

Natrium-Gradienten als Energiequelle für die 

Nährstoffaufnahme nutzen. Als mariner Organismus, 

der hauptsächlich in den oberflächennahen 

Meeresschichten lebt, verfügt A. 

borkumensis SK2 über eine Reihe an Systemen 

zum Schutz vor den schädlichen Folgen von 

UV-Strahlen, wie die DNA-Photolyase, RecAabhängige 

DNA-Reparaturmechanismen und 

das SOS-Response DNA-Reparatursystem. 

Wie andere salztolerante Bakterien auch, 

besitzt SK2 die genetischen Determinanten, 

um K + , Glutamat und gelöste Substanzen, 

wie Ectoin und Betain zum Schutz vor osmotischem 

Streß anzureichern. 

Weitere Details zur Auswertung der 

Genomsequenz befinden sich in der Originalarbeit 

zur Sequenzierung und Analyse 

des Genoms von A. borkumensis SK2, die in 

der Zeitschrift NATURE BIOTECHNOLOGY vorab 

am 30. Juli 2006 unter der DOI-Nummer 

10.1038/nbt1232 erschien 6 . Die annotierte 

Nukleotidsequenz ist unter der EMBL-ID 

AM286690 verfügbar 6 . 

Anwendung von A. borkumensis SK2 

Wie Genomsequenzierung und Annotation 

zeigten, verfügt Alcanivorax über ein ganzes 

Arsenal außergewöhnlicher Anpassungen 

zum Abbau von Öl in marinen Habitaten. 

Hinzu kommt die ubiquitäre Verbreitung 



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Abb. 2: Biofilmbildung und Emulsifikation in Mikrokosmen. A. Anhaftung von A. borkumensis an 

Öltröpfchen und Initiation des Ölabbaus sowie Aufbau der primären Biofilme. B. Biofilmbildung 

nach 14 bis 28 Tagen: Das Öl wird innerhalb der Biofilme in kleinere Tröpfchen zerlegt und nach 

und nach abgebaut; C. Detailaufnahme der Biofilme im fortgeschrittenen Stadium (s. Abb. 2B Kästchen): 

Gut erkennbar ist die Dicke der Biofilme und der Wandel von einzeln sichtbaren Zellen (vgl. 

Abb. 2A) zur Polysaccharidmatrix (dicke weiße Schicht). Vereinzelt wachsen noch Zellen in langen 

Aggregaten aus der Oberfläche der Biofilme heraus. Vergrößerungen 100-1000x. Zeiss Axioscope. 

von A. borkumensis, wodurch eine langwierige 

Anzucht im Labor nahezu überflüssig 

wird. Da A. borkumensis auch in nicht mit 

Öl verschmutzten Gewässern in geringer 

Zahl vorhanden ist, warten die Bakterien 

sozusagen auf eventuell in das Meer gelangendes 

Öl – und das zu jeder Zeit und an 

jedem Ort. Zwei weitere essentielle Faktoren 

für Alcanivorax´ entscheidende Rolle beim 

Ölabbau spielen die Biotensid- und die Biofilmproduktion. 

In einer Mikrokosmen-Experimentreihe, 

die das HZI in Braunschweig in Kooperation 

mit dem AWI (Alfred-Wegener-Institut für 

Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft) 

auf Helgoland etabliert 

hat, wurden 50 Mikrokosmen mit 25 verschiedenen 

Kombinationen aus Bindemittel, Stickstoff- 

und Phosphat-Düngern und Mischkul- 

turen von Alcanivorax eingesetzt – mit zum 

Teil unerwarteten Ergebnissen. So wurde im 

effektivsten Ansatz der Ölabbau innerhalb 

von wenigen Tagen sichtbar. Messungen der 

Ölrückstände zeigten, daß in diesem Mikrokosmos 

nahezu 98% des verwendeten Bunker 

C–Schweröls abgebaut wurden. 

Die Parameter dieses Ansatzes wurden in 

der Zwischenzeit auf einen 500 Liter großen 

Mesokosmos übertragen, welcher zur Zeit 

auf Helgoland untersucht wird. Auch hier 

haben sich bereits erste Erfolge abgezeichnet. 

So konnte zum Beispiel der phasenweise 

Abbau des Öls mikroskopisch beobachtet 

werden, bei dem Alcanivorax zunächst die 

Oberflächen des Öls besetzt (Abb. 2A), durch 

Biotenside die Öltropfen aufspaltet (Abb. 

2B) und langsam mit einer Polysaccharid- 

Matrix umgibt (Abb. 2C). Nach einiger Zeit 

brechen die so entstehenden Biofilme und 

Feinemulsionen auseinander, bis nur noch 

einige wenige Mikrometer große Öltröpfchen 

zurückbleiben. 


Fazit 

Die Auswertung der Genomsequenz von A. 

borkumensis SK2 liefert wertvolle Einblicke 

in seine ungewöhnlichen metabolischen 

Fähigkeiten, seine Lebensweise in einem 

überwiegend nährstoffarmen Habitat und 

die Fähigkeit, das für Ölverschmutzungen 

typische Ungleichgewicht im C:N-Nährstoffangebot 

zu überwinden. Die vorliegenden 

Genomdaten dienen als eine wertvolle 

Basis für weitere funktionelle Analysen in 

Proteom-, Transkriptom- und Metabolomexperimenten. 

Experimente zur Biodegradation haben 

gezeigt, daß A. borkumensis SK2, zusammen 

mit anderen Bakterien unter optimalen 

Versuchsbedingungen im Mikrokosmos in 

der Lage ist, fast 98% des gefährlichen und 

schwer abbaubaren Schiffsöls Bunker C zu 

verarbeiten und somit unschädlich zu machen. 

Die durch diese Versuche gewonnenen 

Erfahrungen sollen in der Zukunft unmittelbar 

in die Entwicklung einer konkreten Ölabbaustrategie 

einfließen, die ohne Gentechnik 

und chemische Hilfsmittel für die Sauberkeit 

von Meer und Küsten sorgen soll. 

Literatur 

[1] Head, I.M. et al. Marine microorganisms make a meal of oil. Nat. Rev. 

Microbiol. 4 (2006), 173-182. 

[2] Yakimov, M.M. et al. Alcanivorax borkumensis gen. nov., sp. nov., a new, 

hydrocarbon degrading and surfactant-producing marine bacterium. Int. 

J. Syst. Bacteriol. 48 (1998), 339-348. 

[3] Hara, A. et al. Alcanivorax which prevails in oil-contaminated seawater 

exhibits broad substrate specificity for alkane degradation. Einviron. 

Microbiol. 5 (2003), 746-753. 

[4] Yakimov, M.M. et al. Natural microbial diversity in superficial sediments of 

Milazzo Harbor (Sicily) and community successions durino microcosm enrichment 

with various hydrocarbons. Environ. Microbiol. 7 (2005), 1426-1441. 

[5] Golyshin, P.N. et al. Genome sequence completed of Alcanivorax borkumensis, 

a hydrocarbon-degrading bacterium that plays a global role in oil 

removal from marine systems. J. Biotechnol. 106 (2003), 215-220. 

[6] Schneiker, S. et al. Genome sequence of the ubiquitous hydrocarbondagrading 

marine bacterium Alcanivorax borkumensis. Nat. Biotechnol. 24 

(2006), 997-1004. 

[7] Kaiser, O. et al. Whole genome shotgun sequencing guided by bioinformatics 

pipelines – an optimal approach for an established technique. J. 

Biotechnol. 106 (2003), 121-133. 

[8] Bartels, D. et al. BACCardI – a tool for the validation of genomic assemblies, 

assisting genome finishing and intergenome comparison. Bioinformatics 

21 (2005), 853-859. 

[9] Meyer, F. et al. GenDB-an open source genome annotation system for 

prokaryote genomes. Nucl. Acids. Res. 31 (2003), 2187-2195. 

[10] Van Beilen, J.B. et al. Analysis of Pseudomonas putida alkane-degradation 

gene clusters and flanking insertion sequences: evolution and regulation 

of the alk genes. Microbiology 147 (2001), 1621-1630 


Dr. Dipl-Ing Vitor A.P. Martins dos Santos 

Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung 

Inhoffenstraße 7. D-38124 Braunschweig 

Tel.: +49-(0)531-6181-4008 

Fax: +49-(0)531-6181-4199 

eMail: vds@helmholtz-hzi.de 

www.helmholtz-hzi.de

Tagungsbericht 

� 

From Functional Genomics 

to Natural Products of Marine 

Microorganisms 

Prof. Dr. Thomas Schweder, Universität Greifwald 

Marine Mikroorganismen leben in sehr komplexer Wechselwirkung mit anderen Organismen. 

Deshalb ist es schwierig, diese Organismen aus ihren natürlichen Lebensgemeinschaften herauszulösen 

und im Labor zu kultivieren. Somit ist es nicht verwunderlich, daß bisher weniger 

als ein Prozent der schätzungsweise mehr als eine Million marinen Mikroorganismen mit den 

herkömmlichen mikrobiologischen Methoden im Labor kultiviert werden konnten. Große Hoffnungen 

werden in die Techniken der funktionellen Genomforschung gesetzt. Diese Thematik 

war am 21. bis 24. Juni 2006 das Anliegen des Symposiums „From Functional Genomics to Natural 

Products of Marine Microorganisms“ in Greifswald. Die noch junge Disziplin der marinen 

Biotechnologie als eigenständige Forschungsrichtung hat in Greifswald bereits Tradition. Zum 

vierten Mal seit ihrer Premiere 1996 vereinte die Fachtagung ein breites Spektrum national und 

international renommierter Wissenschaftler unter einem Dach. Unter der organisatorischen 

Leitung von Thomas Schweder und Ulrike Lindequist drehte sich im Alfried-Krupp-Kolleg der 

Hansestadt vier Tage lang alles um den neuesten Stand der Wissenschaft auf dem Gebiet der 

marinen Naturstoffforschung und der hierfür verwendeten molekularbiologischen Methoden 

im Zeitalter der Genomsequenzierungen. 

Um das biotechnologische Potential mariner 

Mikroorganismen künftig noch eingehender 

untersuchen zu können, sind neue Herangehensweisen 

und intensive Kultivierungsversuche 

unumgänglich. So wies Rudolf 

Amann, Direktor des Max-Planck-Instituts 

(MPI) für Marine Mikrobiologie in Bremen, 

in seinem Beitrag darauf hin, daß die überwiegende 

Mehrheit mariner Bakterienarten 

bisher nicht oder nur unzureichend untersucht 

ist. Frank Oliver Glöckner und Dirk 

Schüler (Bremen) zeigten eindrucksvoll, wie 

das physiologische Potential kultivierbarer 

mariner Modelbakterien mit den Techniken 

der funktionellen Genomforschung genauer 

charakterisiert werden kann. 

Auch die Analyse komplexer symbiotischer 

Beziehungen, wie die ungewöhnliche 

Lebensgemeinschaft darmloser Meereswürmer 

mit schwefeloxidierenden Bakterien oder 


das Zusammenspiel mariner Schwämme 

und ihrer bakteriellen Bewohner wurden in 

zahlreichen Beiträgen thematisiert. Nobuhiro 

Fusetani (Japan) konnte über die erfolgreiche 

Isolation und Charakterisierung verschiedener 

Tumor-inhibierender Verbindungen 

aus marinen Invertebraten (Wirbellosen) in 

seiner Arbeitsgruppe berichten. Viele dieser 

Naturstoffe werden mit großer Wahrscheinlichkeit 

von mit Wirbellosen vergesellschafteten 

Mikroben gebildet. Wissenschaftler um 

Russell Hill (USA) unternahmen daher den 

erfolgreichen Versuch, solche Bakterien aus 

ihren Wirten zu isolieren und in Kultur zur 

Produktion ihrer pharmazeutisch relevanten 

Wirkstoffe anzuregen. 

Jürgen Eck von der Firma Brain wies 

darauf hin, daß sich mittels der Metagenomanalyse 

auch solche marinen Bakterien 

chemisch und biologisch einordnen lassen, 

deren Kultivierung im Labor bisher nicht 

möglich ist. Ein Beispiel hierfür lieferte 

Jörn Piel (Bonn), dessen Gruppe es gelang, 

symbiontische Bakterien als Produzenten 

des cytotoxischen Stoffes Pederin in einem 

marinen Schwamm nachzuweisen. Rolf 

Müller (Saarbrücken) demonstrierte, wie 

ganze Gencluster zur Wirkstoffproduktion 

aus einem mikrobiellen Wirt identifiziert 

und anschließend in einem geeigneten, gut 

handhabbaren Bakterium exprimiert werden 

können. 

Auch neue Erkenntnisse zur phylogenetischen 

Entwicklung der Schwämme konnten 

mit Hilfe der Genomanalyse gewonnen 

werden, wie Werner E. G. Müller (Mainz) berichtete. 

Aufgrund ihrer dichten bakteriellen 

Besiedelung – bis zu 60 % der Biomasse eines 

Schwammes kann aus Mikroorganismen bestehen 

– werden Schwämme (Porifera) auch 

als „mikrobielle Bioreaktoren“ bezeichnet. 

Darauf wies Ute Hentschel (Würzburg) in 

ihrer Präsentation hin. Sie beschrieb die 

Identifizierung zahlreicher solcher bislang 

unbekannter symbiontischer Bakterienarten 

und deren potentielle biotechnologische 

Einsatzmöglichkeiten. 

Neben den meist unkultivierbaren bakteriellen 

Symbionten wirbelloser Meeresbewohner 

bieten auch marine Pilze ein reiches Spektrum 

an potentiell pharmakologisch wirksamen 

Bestandteilen. Sowohl Peter Proksch 

(Düsseldorf) als auch Gabriele König (Bonn) 

stellten in ihren Beiträgen die Isolation und 

Erforschung solcher Meerespilze und ihrer 

Stoffwechselprodukte als vielversprechende 

Quelle bioaktiver Substanzen vor. 

Aufgrund ihrer vielfältigen Anpassungsmechanismen 

an die Herausforderungen 

mariner Lebensräume sind marine Mikroorganismen 

nicht nur hinsichtlich ihrer Wirkstoffproduktion, 

sondern auch im Hinblick 

auf ihre Enzyme interessant. Georges Feller 

(Lüttich, Belgien), ein Pionier auf dem Gebiet 

der psychrophilen Bakterien, diskutierte die 

Anpassung mikrobieller Enzyme an niedrige 

Temperaturen. 

Neue Untersuchungsmethoden und molekularbiologische 

Ansätze sind erforderlich, 

um in bisher schwer zugängliche marine 

Nischen vorzudringen und das Meer und 

seine Bewohner in Zukunft auch auf pharmazeutischer 

und biotechnologischer Ebene 

für den Menschen besser nutzbar zu machen. 

Mit den auf der gutbesuchten Tagung „From 

Functional Genomics to Natural Products of 

Marine Microorganisms“ vorgestellten neuen 

Erkenntnissen ist man dabei anscheinend 

auf dem richtigen Weg. 


Prof. Dr. Thomas Schweder 

Institut für Pharmazeutische Biotechnologie 

Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald 

eMail: schweder@uni-greifswald.de 



Marktübersicht: DNA Sequencer 

Keine Genomforschung ohne DNA Sequencer – aber nur wenige, große Firmen engagieren sich in dem Markt für DNA-Sequenziergeräte. 

Meist arbeiten diese auf der Basis von Kapilarelektrophoresegeräten und werden zur zur Sanger-Sequnzierung genutzt. Doch eine zweite 

Generation von DNA-Robotern, die das Anlegen von DNA-Klonbibiliotheken vermeidet und kurze Reads von bis zu 120 Basenpaaren erlaubt, 

strebt derzeit auf den Markt. Einen Überblick über die aktuellen Systeme am Markt gibt die folgende Marktübersicht. 

Applied Biosystems 

Applera Deutschland GmbH 

Frankfurter Straße 129 B 

64293 Darmstadt 

Tel: +49 (0) 6151 9670-0 

1. Firmendaten, Ansprechpartner Applied Biosystems 

Applera Deutschland GmbH 

Frankfurter Straße 129 B 

64293 Darmstadt 

Tel: +49 (0) 6151 9670-0 

2. Produktname Applied Biosystems 3130 und 3130xl Genetic Analyzer Applied Biosystems 3730 und 3730xl DNA Analyzer 

Der 3730 (48 Kapillaren) und der 3730xl (96 Kapillaren) DNA-Analyzer bieten bei genetischer Analyse verschiedenster 

Größenordnung sowohl durch eine hochentwickelte Automatisierung und optimierte Optik für 

Anregung und Detektion zuverlässige Ergebnisse als auch zusammen mit den spezialisierten Applied Biosystems-Reagenzien 

und der Software ein breites Angebot an Anwendungen. 

Durch eine Kombination neuartiger Assay-Designs und Software ermöglicht Applied Biosystems es, schneller, 

einfacher und mit niedrigeren Kosten aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. In den vergangenen vier 

Jahren hat diese Plattform sich selbst weltweit als Gold-Standard in der Hochdurchsatzanalyse genetischen 

Materials etabliert. Eigenschaften: • längste Leseweite aller Kapillar-Elektrophorese-Systeme • kann für 

Resequenzierungen, Mikrosatelliten-Analysen, AFLP ® , LOH, SNP-Screening und SNP-Validation genutzt 

werden • eine höhere optische Sensitivität und hochentwickeltes Polymer führen bei niedrigen Kosten pro 

Ansatz zu einer höheren Qualität der erzielten Daten. • ununterbrochener, wartungsfreier 48-Stunden-Betrieb 

• verschiedene Automatisierungsmerkmale erhöhen die Produktivität und reduzieren kostenträchtige 

menschliche Fehler 

Bei den Instrumenten der Applied Biosystems 3130 Genetic Analyzer-Serie handelt es sich um 

Geräte der neuesten Generation für genetische Analyse im mittleren Probendurchsatzbereich. 

Der Genetic Analyzer 3130 mit 4 Kapillaren sowie der Genetic Analyzer 3130xl mit 16 Kapillaren 

bieten verbesserte Leistung, höhere Datenqualität, erhöhte Automatisierung, schnelleren 

Probendurchsatz und größere Zuverlässigkeit im Bereich der Sequenzierungs-, Identifizierungs- 

und Fragment-Analyse-Applikationen. 

Eigenschaften: • Minimale Vorbereitung, einfache Durchführung • ununterbrochener, wartungsfreier 

24-Stunden-Betrieb mit vollautomatisierter Polymerzufuhr, Probeninjektion, 

Auftrennung, Detektion und Datenanalyse • dauerhafte Zuverlässigkeit bei sehr geringem 

Wartungsaufwand • Wechsel zwischen Sequenzierungs- und Fragment-Analyse-Applikationen 

ohne Array und Polymerwechsel möglich • Verfügbarkeit verschiedener spezialisierter 

Array- und Polymerkonfigurationen. • Durchführung einer großen Auswahl an Sequenzierungs- 

und Fragment-Analyse-Applikationen, so z.B. Mikrosatelliten-Analyse, AFLP ® , LOH, 

SSCP, Heteroduplex-Analyse, SNP-Validierungen und SNP-Screening • Sequenzlänge und 

Sequenzierzeit können an die eingesetzten Proben angepaßt werden 

3. stichwortartige Kurzbeschreibung 

des Produktes 

4. Funktionsprinzip Kapillar-Elektrophorese Kapillar-Elektrophorese 

a. DNA Extraktion - genomische DNA-Vorbereitung 

b. PCR 

c. Clean-up der PCR 

a. Sequenzierungs-Reaktion 

b. Clean-up der Sequenzierungs-Reaktion 

Alternative b: Fragment-Analyse-Reaktion 

a. DNA Extraktion - genomische DNA-Vorbereitung 

b. PCR 

c. Clean-up der PCR 

d. Sequenzierungs-Reaktion 

e. Clean-up der Sequenzierungs-Reaktion 

Alternative b: Fragment-Analyse-Reaktion 

5. erforderliche Probenvorbereitung 

Haupteigenschaften: • Anregung der Kapillaren von beiden Seiten • hochsensitive CCD-Kamera • integrierter 

Autosampler und automatische Probenplatten-Zuliefervorrichtung • eingebautes Lesegerät für Barcodes 

• Vorratsvolumen für Polymer für bis zu 100 Läufe • automatisiertes Basecalling sowie Qualitätsüberprüfung 

der Sequenzierergebnisse • automatisierte Fragment-Analyse • Temperatur-kontrollierte Heizplatte 

(18-70°C • 48 Stunden ununterbrochener, wartungsfreier Betrieb (nur bei Modulen mit einer Dauer von 

länger als 30 Min.) • Option für verschiedene Fluoreszenzfarbstoff-Sets 

Vorteile • Höchste DNA-Sequenzierungsqualität zu niedrigsten Kosten - POP-7TM-Polymer erhöht die 

Leseweite und reduziert die Laufzeit - verschiedene Laufmodule ermöglichen Abstimmung auf benötigte 

Leselänge - hohe optische Sensitivität reduziert die einzusetzende DNA-Menge sowie die Menge an Verbrauchsmaterialien 

- In-Kapillar-Detektion bewirkt im Vergleich zu unserem früheren Modell einen 30-fach 

niedrigeren Polymerverbrauch - Eine hohe Verläßlichkeit der Ergebnisse und lange Leseweiten reduzieren 

die Anzahl an Sequenzierungsläufen pro Projekt - Durch die Zuverlässigkeit des Gerätes sowie die einfache 

Wartung entstehen nur geringe Service-Kosten, und der Zeitaufwand durch den Betreiber des Gerätes ist 

minimal. • Fragment-Analyse mit höchster Qualität - Polymer und Array können flexibel sowohl für Sequenzierungen 

als auch für die Fragment-Analyse eingesetzt werden - Software für automatisierte Fragment- 

Analyse und Allelbestimmung - 5-Farb-Chemie für erhöhten Probendurchsatz - Kompatibilität mit dem 

SNPlexTM-Genotyping System für schnelles und genaues Genotypisieren • maximale optische Sensitivität 

- Detektion in der Kapillare - Anregung der Kapillare von beiden Seiten bewirkt einen gleichmäßigen Fluoreszenz-Nachweis 

- breites Spektrum an DNA-Konzentrationen einsetzbar 

Die automatisierte Polymerzufuhr reduziert die Zeit für die Wartung des Gerätes und erhöht 

dessen Ausnutzung • Die Nutzung von 3130 POP-7TM-Polymer und der beheizbaren Detektions- 

Zelle ermöglichen längere und schellere Probenläufe. Dieses erhöht die Anzahl an Proben, die 

innerhalb von 24 Stunden bearbeitet werden können. • Die Nutzung von 3130 POP-7TM-Polymer mit den 36-cm und 50-cm Kapillar-Arrays sowohl für Sequenzierungs- als auch für Fragment- 

Analyse-Läufe ermöglicht den schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Anwendungen, was 

eine Zeit- und Verbrauchsmittelersparnis und damit eine bessere Geräteausnutzung zur Folge 

hat. • Die Instrumente der 3130 Genetic Analyzer-Serie nutzen optimierte Anregungs- und 

Detektionsoptik für eine verbesserte Signal-Uniformität. Diese Optik bietet für alle verwendeten 

Kapillaren das volle Datenspektrum mit wenig Hintergrund. 


6. Technische Beschreibung 

7. Durchsatz/durschschnittl. Leselänge abhängig von Applikation / 400-950 kb abhängig von Applikation 

Lokaler vor-Ort-Support, Telefon Support, lokaler Service, Applikations- und Geräte-Training sowohl inhouse 

als auch vor Ort beim Kunden. 

Lokaler vor-Ort-Support, Telefon Support, lokaler Service, Applikations- und Geräte-Training 

sowohl in-house als auch vor Ort beim Kunden. 

8. Kundenservice 

9. Preis per kb/Besonderheiten abhängig vom Ausgangsmaterial abhängig vom Ausgangsmaterial 

10. Preis für Basisgerät/-modul nur per Kontakt nur per Kontakt

LI-COR Biosciences GmbH 

Siemensstraße 25 A 

61352 Bad Homburg 

Tel.: +49-(0)6172-1717771 

Fax: +49-(0)6172-1717799 

eMail: GmbH@licor.com 

GE Healthcare Europe GmbH 

Munzinger Str. 5 

79111 Freiburg 

Tel.: +49-(0)761-4543-435 

eMail: cust.servde@ge.com 

www.gehealthcare.com 

GE Healthcare Europe GmbH 

Munzinger Str. 5 

79111 Freiburg 

Tel.: +49-(0)761-4543-435 

eMail: cust.servde@ge.com 

www.gehealthcare.com 

1. Firmendaten, Ansprechpartner Beckman Coulter GmbH 

Europark Fichtenhain B13 

47807 Krefeld 

Tel.: +49-(0)2151-333-625 

Fax:+49-(0)2151-333-639 

eMail: bioresearch.de@beckman.com 

www.beckmancoulter.com 

2. Produktname CEQ 8000 und CEQ 8800 MB750/1500 CPO (Certified Pre Owned) MB4500 4300 DNA Analysis System 

Plattensequenzierer für Sequenzierung, 

AFLP, Genotyping, Tilling, MLPA 

Multifunktionales vollautomatisches Kapillarelektrophoreseinstrument 

für Sequenzierung, SNP-Analyse und Genotypisierung 

Multifunktionales vollautomatisches Kapillarelektrophoreseinstrument 

für Sequenzierung, SNP-Analyse und Genotypisierung 

Das CEQ 8000 und 8800 ist ein 8-Kapillarsystem zur DNA- 

Analyse. Sequenzierungen, STR-, SNP-, AFLP-, MLPA- und 

LOH-Analysen können auf der gleichen Plattform durchgeführt 

werden, ohne daß ein Wechsel von Gel oder Kapillare 

erforderlich wird. 


des Produktes 

Plattensequenzierer mit Nah-Infrarot- 

Technologie 

Kapillarelektrophorese mit LPA-Matrix (Linear vernetztes Polyacrylamid), 

6 x 64 Kapillaren und konfokalen Mikroskop-gestütztem 

Laserdetektionssystem 

Kapillarelektrophorese mit LPA-Matrix (Linear vernetztes 

Polyacrylamid), 3 x 16 / 6 x 16 Kapillaren und konfokalen 

Mikroskop-gestütztem Laserdetektionssystem 

Kapillarelektrophoretische Auftrennung von fluoreszenzmarkierten 

DNA-Fragmenten. Die Anregung erfolgt durch 

zwei langlebige IR-Diodenlaser mit anschließender Detektion 

durch einen Photomultiplier. • vollautomatische Arbeitsweise 

des Gerätes mit automatischer Probendenaturierung, automatischer 

Proben- und Gelzufuhr für eine (CEQ 8000) oder 

zwei (CEQ 8800) MTPs 

4. Funktionsprinzip 

D N A - S E Q U E N C E R 

abhängig von der Applikation (in der Regel 

Standartprotokolle) 

Entfernen von überschüssigen gelabelten Primern/Nukleotiden 

und Salzen 

Entfernen von überschüssigen gelabelten Primern/Nukleotiden 

und Salzen 

Für die Sequenzierung wird eine zyklische Amplifizierung 

nach der Sanger-Methode durchgeführt. Dafür steht ein 

ready-to-use-Kit der Firma Beckman Coulter zur Verfügung, 

beinhaltend fluoreszenzmarkierte Stop-Nukleotide, dNTPs, 

Puffer und Sequenase. Eine Aufreinigung kann z.B. durch 

Ethanol oder magnetic beads erfolgen. Abschließend werden 

die Proben in hochreinem Formamid resuspendiert und in 

der 96iger MTP in das Gerät gestellt. Die Denaturierung der 

Proben erfolgt automatisch vor jeder Sequenzierung im Gerät. 

Im Gegensatz dazu werden bei der Fragmentanalyse fluoreszensmarkierte 

Primer in einer Standard-PCR verwendet. 

Davon wird ein Aliquot zusammen mit dem Längenstandard 

in hochreinem Formamid gelöst. Dieser Ansatz wird wiederum 

in einer 96-well-Platte in das Gerät zur Analyse gestellt. 



Plattensequenzierer mit zwei Lasern im 

700 nm- und 800 nm-Bereich 

Vollautomatisches 384 Kapillarelektrophoreseinstrument mit 

100 mW diodengepumpter Festkörperlaser ohne erforderliche 

Kühlung, 2,6% LPA (Linear vernetztes Polyacrylamid) Matrix, 70 

cm Kapillaren (50 cm Detektionslänge), konfokalen Mikroskopgestütztem 

Laserdetektionssystem, einer Lauftemperatur von 

55 °C und umfangreichen Softwarepaketen für Sequenzierung, 

Genotypisierung und SNP-Analyse 

Vollautomatisches 48/96 Kapillarelektrophoreseinstrument 

mit Argongaslaser, LPA (Linear vernetztes Polyacrylamid) 

Matrix, 50 cm Kapillaren (40 cm Detektionslänge), konfokalen 

Mikroskop-gestütztem Laserdetektionssystem, einer Lauftemperatur 

von 44 °C und umfangreichen Softwarepaketen 

für Sequenzierung, Genotypisierung und SNP-Analyse 

• Maße H/B/T: 94 x 61 x 66 cm • Gewicht 70,3 kg (CEQ 8000), 

81,6 kg (CEQ 8800) • Elektr. Anschluß 100 – 240 V, 5A, 50/60 Hz 

• Probenvorlage: 96er Mikrotitterplattenformat • Lichtquelle: 

Anregung über zwei langlebige Diodenlaser bei 650 und 750 

nm • Laserleistung 3 / 5 mW • Detektor: Photomultiplier 

• Optik: fest eingestelltes Linsensystem mit beweglichem 

Parabolspiegel • Kapillarlänge: 33 cm 


384 Proben/Lauf in ca. 3 Stunden und >1000 Basenpaare. DNA 4300S: 800 bp (Mikrosatelliten ca. 

300 Proben pro Tag) • DNA 4300L: 1000 bp 

(Mikrosatelliten ca. 300 Proben pro Tag) 

48 bzw. 96 Proben/Lauf in ca. 3 Stunden und >900 Basenpaare 

• Probendurchsatz: Sequenzierung: ca. 115 Proben / 24 h 

bei einer Leseweite von 700 bp • Fragmentanalyse: ca. 256 

Proben / 24 h bei einer Leseweite von ca. 400 bp. Multiplexing 

möglich wodurch sich der Probendurchsatz deutlich erhöht 

7. Durchsatz/durschschnittl. Leselänge 

nach Vereinbarung 

Hotline, Supportspezialisten und technische Betreuung vor Ort, 

Garantieverlängerungen, Standard-Wartungs- und Gold-Verträge 

Hotline, Supportspezialisten und technische Betreuung vor 

Ort, Garantieverlängerungen, Standard-Wartungs- und 

Gold-Verträge 

kostenloser applikativer Support • vor-Ort-Schulung ohne 

Limitierung der Mitarbeiterzahl • User meetings • Newsletter 


abhängig von der Applikation und der 

verwendeten Chemie 

2,64 D (Verbrauchsmittel Standardansatz ohne Arbeitszeit und 

Abschreibung ohne MWS) 

2,64 D (Verbrauchsmittel Standardansatz ohne Arbeitszeit 

und Abschreibung ohne MWS) 

Preis pro kb: ca. 4 D / Besonderheiten: • sehr benutzerfreundliches 

System betreffend Austausch von Gelkartuschen und 

Kapillarwechsel. Alle Anwendungen sind mit einer Kapillare 

und einem Gel durchführbar, auch in Kombination auf einer 

Mikrotiterplatte. Bis zu 192 Proben vollautomatisch abarbeitbar. 

Zuverlässige, haltbare, IR-Laserdioden mit minimaler 

Wärmeabgabe und sehr geringem Stromverbrauch. Ein komplettes 

Softwarepaket für alle Anwendungen (Sequenzierung, 

Heterozygotenanalyse, AFLP, STR, SNP, MLPA, u.a.). Softwarelizenzen 

im Gerätepreis enthalten. CEQ 8800: Visualize-Modul 

für schnelle Suche populationsgenetischer Zusammenhänge. 

Automation durch integrierten Barcodereader. 

9. Preis per kb/Besonderheiten 

10. Preis für Basisgerät/-modul auf Anfrage 50.000,- D / 79.000,- D 250.000,- D auf Anfrage

1. Firmendaten, Ansprechpartner Roche Diagnostics GmbH 

Dr. Volker Strack 

Sandhoferstr. 116 

68305 Mannheim 

Fachinfo: +49-(0)621-759-8568 

eMail: mannheim.biocheminfo@roche.com 

www.roche-applied-science.com 

www.genome-sequencing.com 

Genome Sequencer 20 System 

2. Produktname 

Hochdurchsatz-Sequenzier-System für 

die Genom-Sequenzierung, ultratiefe 

Amplicon-Sequenzierung und Transkriptomanalyse 


des Produktes 


Durch die parallele Sequenzierung einer 

Vielzahl von DNA-Proben erhöhte sich der 

Ergebnisausstoß im Vergleich mit früheren 

Arbeiten um ein Vielfaches. Die patentierte 

Sequenziertechnologie des Genome Sequencer 

20 System erreicht eine Sequenzierleistung 

von mindestens 20 Mb (200,000 

Fragmente) pro 5,5-stündigen Durchgang 

mit einer mittleren Leseweite von durchschnittlich 

100 Basenpaaren. 


Abhängig vom Ausgangsmaterial; ohne 

Klonierung und in vivo-Amplifikation 


Die Technik basiert auf der klonalen Amplifikation 

von Einzelmolekülen auf Beads 

(Mikropartikeln), die in einer Emulsion 

isoliert vorliegen, und der anschließenden 

hochparallelen Sequenzierung der amplifizierten 

DNA auf den in die Vertiefungen 

einer PicoTiterPlateTM plazierten Beads. Das 

Detektionssystem des Geräts beruht auf 

der Umwandlung von Pyrophosphat – freigesetzt 

beim Polymerase-katalysierten 

Anhängen eines Nukleotids an den komplementären 

Strang – in Licht über eine 

Enzymkaskade. 

Nachtrag Marktübersicht: Flow Cytometer 

Folgende Angaben konnten durch einen technischen Fehler nicht in der Marktübersicht Flow Cytometer in LABORWELT 4/2006 berücksichtigt 

werden und werden hiermit nachgetragen. 

Partec GmbH 

Otto-Hahn-Straße 32 

48161 Münster 

www.partec.com 

Tel.: +49-(0)2534-8008-0 

Fax: (0)2534-8008-90 

eMail: info@partec.com 

Partec GmbH 




Tel.: +49-(0)2534-8008-0 

Fax: (0)2534-8008-90 


Partec GmbH 




Tel.: +49-(0)2534-8008-0 

Fax: (0)2534-8008-90 


1. Firmendaten, Ansprechpartner Partec GmbH 




Tel.: +49-(0)2534-8008-0 

Fax: (0)2534-8008-90 


2. Produktname cyFlow ® ML cyFlow ® space Cell Counter Analyser cyFlow ® SL 

Cell counting, immunological 

differentiation of cell 

populations • cell counting 

• 3-colour immuno-phenotyping 

Cell counting • highest 

resolution DNA analysis • 

Life/death discrimination 

• Cell cycle analysis • Cell 

proliferation 



populations 



populations 

3. Anwendungsgebiete/Zielgruppe 

Ultracompact high-end 

desktop Flow Cytometer • 

advantages: single platform 

• true volumetric 

absolute counting • good 

price/perfomance ratio • 

modularity and flexibility 

Compact desktop Flow 

Cytometer 


desktop Flow Cytometer 

• advantages: single 

platform • true volumetric 





desktop Flow Cytometer 

• advantages: single 

platform • true volumetric 





des Produktes 





flexible and modular 

system configuration with 

1 light source (1 laser) and 

up to 5 optical parameters 

(3 fluorescence and 2 

scatter signals) • high 

fluorescence sensivity: 

< 100 MESF (FITC), < 50 

MESF (PE) • submicron 

particle detection (< 200 

nm) for scatter 

100 W mercury arc lamp 

• modular optical system 

• 2 optical parameters • 

fluorescence resolution: CV 

< 1% (DAPI) 



up to 3 light sources (3 

lasers) and 8 optical parameters 

(6 fluorescence and 

2 scatter signals) • high 

fluorescence sensivity: 

< 100 MESF (FITC), < 50 

MESF (PE) • submicron 


nm) for scatter; new powerful 

200mW / 488 nm 

solid state laser 



up to 4 light sources (3 

lasers plus mercury arc 

lamp) and 16 optical parameters 

(13 fluorescence 

and 3 scatter signals) • 

high fluorescence sensivity: 

< 100 MESF (FITC), < 

50 MESF (PE) • submicron 


nm) for scatter; new powerful 

200mW / 488 nm 

solid state laser 

7. Optik 

sample flow rate: 10 

- 3,000 µl/min; acquisition 

speed: 15,000 cells/sec 










8. Durchsatz 

20 Mb in Form von mind. 200.000 Reads pro 

Sequenzierlauf mit durchschnittlich 100 bp 

Leseweite 

7. Durchsatz/durschschnittl. Leselänge 

9. Kundenservice/ Vorkenntnisse 

Laborvorbereitung, einwöchiges Training 

vor Ort, Software-Schulung, regelmäßige 

Updates 


upgrade option: 96 wellplate 

autosampler 


autosampler 

9. Extras/Aktionen 

auf Anfrage, abhängig von der gewählten 

Applikation 

9. Preis per kb/Besonderheiten 


autosampler or 

Partec particle and cell 

Sorter PPCS 

28,950 D 29,450 D 

(depends on configuration) 

62,950 D 


132,450 D 


10. Preis für Basisgerät/-modul 

auf Anfrage 

10. Preis für Basisgerät/-modul

S T E L L E N M A R K T 

Akademischer Stellenmarkt 

Veröffentlichen Sie Ihre Stellenanzeigen zielgruppengerecht in unserem akademischen Stellenmarkt, der allen nicht-kommerziellen Instituten für Ihre 

Stellenausschreibungen kostenlos zur Verfügung steht. Bitte senden Sie dazu Ihre Anzeige (1/4 Seite 90 mm breit x 122,5 mm hoch, Logo – jpg oder tiff, 

300 dpi Auflösung) an a.macht@biocom.de. Annahmeschluß für die nächste LABORWELT-Ausgabe 6/06 (Erscheinungstermin 16.11.2006) ist der 3. November. 

NMI Naturwissenschaftliches 

und Medizinisches Institut 

an der Universität Tübingen 

www.nmi.de 

NMI 

Angewandte F& E 

Das NMI ist eine gemeinnützige Stiftung mit der Zielsetzung, 

Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung im Bereich 

Naturwissenschaften und Medizin industriell nutzbar zu 

machen. Unsere Kernarbeitsgebiete sind Pharma und 

Biotechnologie, Biomedizintechnik sowie Oberflächenund 

Grenzflächentechnologie. 

Zur sofortigen Verstärkung unserer Arbeitsgruppe 

Elektrophysiologie suchen wir 

eine/n promovierte/n Wissenschaftliche/n 

Mitarbeiterin/Mitarbeiter. 

Zu Ihren Aufgaben gehören die Leitung und Bearbeitung 

interdisziplinärer Projekte sowie die Mitarbeit bei der Konzeption 

und Akquisition neuer Projekte. 

Sie haben sehr gute Kenntnisse in der Patch-Clamp-Technik 

in Verbindung mit zellbiologischen/molekularbiologischen 

Arbeitstechniken. Berufserfahrung in der Pharmaindustrie 

ist erwünscht. Zu Ihren Aufgaben gehören die Etablierung 

und Anwendung elektrophysiologischer Testverfahren für 

die industrielle Wirkstofffindung. Ein Schwerpunkt ist die 

Entwicklung geeigneter zellbiologischer Assays für automatisierte 

elektrophysiologische Techniken. 

Kontakt: Prof. Dr. Elke Guenther, guenther@nmi.de 

Wir bieten Ihnen ein interdisziplinäres, innovatives Umfeld 

in unmittelbarer Nähe zur Anwendung. 

Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen senden Sie 

bitte an: 

NMI, Renate Roscher, Markwiesenstr. 55, 

72770 Reutlingen,Tel: 0 71 21-5 15 30 11, 

Fax: 0 71 21-5 15 30 16, E-Mail: roscher@nmi.de 

PHILIPPS-UNIVERSITÄT MARBURG 

A position for a postdoctoral researcher/group 

leader in molecular mycology (BAT IIa) 

is immediately available at the Department of Genetics (Prof. Dr. Hans-Ulrich Mösch) - Faculty 

of Biology - Philipps-Universität Marburg. 

The successful candidate is expected to develop a junior research group in the area 

of molecular mycology and to teach in genetics at the bachelor and masters level. The 

ideal candidate is less than 35 years of age, has approximately two years of postdoctoral 

experience abroad and a solid foundation in fungal/yeast molecular genetics. The position 

is available for an initial three years with the possibility of renewal for another three years 

with the aim to achieve the qualification ‘Habilitation’. 

We promote women in science and especially encourage them to apply for this position. 

We welcome applicants with children - as the Philipps-Universität thrives to become a 

family-friendly university. Working hours can be adapted to special family needs. Physically 

challenged applicants will be given preference in case of equal qualification. 

To apply, please send your complete CV including three academic references to the 

Dean of the Faculty of Biology of the Philipps-Universität, 35032 Marburg. Closing 

date: 31.10.2006. 

Chemotherapeutisches Forschungsinstitut 

Georg-Speyer-Haus/Frankfurt am Main 

www.georg-speyer-haus.de 

The Georg-Speyer-Haus in Frankfurt am Main, Germany is an academic nonprofit 

research institute supported by the Federal Ministry of Health and the 

Ministry for Sciences and Arts of the State of Hessen. The institute is dedicated 

to basic and translational research in the fields of cancer and infectious 

diseases, and has close ties to the University of Frankfurt and the Frankfurt 

University Hospital. 

In the group of Dr. M. Grez a Postdoc position (BAT II/a) is available to 

study the molecular basis of retroviral integration clusters (see NatMed, 2006, 

12:401-409). The aim of the work is to study the DNase I hypersensitivity of 

defined chromosomal locations and to investigate if retroviral integration correlates 

with DNaseI hypersensitivity at particular gene loci. This project is part of 

the Research Priority Program (SPP 1230) of the German Research Foundation 

(DFG) and as such has to be conducted in close collaboration with members 

of the SPP1230. Applicants must hold a PhD in Biology/Biochemistry. A strong 

background in molecular biology, biochemistry or cell biology is required. The 

position is available immediately and initially for 2 years but can be prolonged 

thereafter. Contact for inquiries: grez@em.uni-frankfurt.de. 

In the groups of Dr. Ursula Dietrich and PD Dr. Roland Stauber three positions 

for Doctoral Students (BAT IIa/2) are available starting October, 1 st 2006. 

The positions are funded by the European Commission within a “Specific Targeted 

Research or Innovation Project” (STREP) with the aim to exploit cellular 

export of nuclear transcripts as HIV innovative therapy. A strong background 

in Molecular Biology and/or Cell Biology is of advantage. Contact addresses: 

ursula.dietrich@em.uni-frankfurt.de and stauber@em.uni-frankfurt.de. 

In the group of Prof. Dr. W. Wels a position for a Doctoral Student (BAT 

IIa/2) is immediately available for a project concerned with the retargeting of 

immune effector cells to tumor-associated surface antigens via novel chimeric 

antigen receptors. For this position a Diploma degree in Biology or Biochemistry 

and experience in Molecular Biology are required. A strong background in 

Molecular Immunology and/or Cell Biology is of advantage. Contact for inquiries: 

wels@em.uni-frankfurt.de. 

In the group of PD Dr. Martin Zörnig a position for a Doctoral Student 

(BAT IIa/2) is immediately available for a project concerned with the regulation 

of Fas Ligand function and the identification of novel anti-apoptotic proteins. A 

strong background in Molecular Immunology and/or Cell Biology is of advantage. 

Contact for inquiries: zoernig@em.uni-frankfurt.de. 

Please direct applications including CV, university entrance qualification (Abiturzeugnis), 

university certificates, list of publications, brief summary of previous 

research experience and two letters of reference to: 

Chemotherapeutisches Forschungsinstitut 

Georg-Speyer-Haus | Frau Christiane Strack 

Paul-Ehrlich-Straße 42-44 | D-60596 Frankfurt am Main 


Das Institut für Stammzellforschung (ISF), Dr. Heiko Lickert, AG Endoderm-Entwicklung 

in der Maus ) sucht ab sofort eine/n 

Postdoc (99/2006) 

Untersucht werden soll der Einfluss von intrinsischen und extrinsischen Signale auf 

die Differenzierung von endodermalen Vorläuferzellen in spezialisierte Zelltypen 

von Lunge, Leber und Pankreas mittels RNAi, konditioneller Geninaktivierung oder 

Insertionsmutagenese. 

Vorausgesetzt wird ein abgeschlossenes Hochschulstudium der Fachrichtung Biologie 

mit abgeschlossener Promotion, guten Kenntnissen in der Entwicklungsbiologie sowie 

Erfahrung mit molekularen, biochemischen und embryologischen Arbeitsmethoden. 

Wir bieten ein junges, dynamisches und innovatives Umfeld, gute Arbeitsatmosphäre 

und internationale Vernetzung. 

Wir bieten eine Vergütung nach BAT/TVöD. Das Arbeitsverhältnis ist auf 2 Jahre 

befristet. 

Ihre schriftliche Bewerbung richten Sie bitte an: Dr. Heiko Lickert, GSF-Forschungszentrum 

für Umwelt und Gesundheit, Institut für Stammzellforschung (ISF), Telefon 

089/3187-3760, e-mail: heiko.lickert@gsf.de 

Das Institut für Medizinische Informatik (IMEI) sucht ab sofort eine/n 

Postdoc (81/2006) 

für die Entwicklung und Evaluation von Verfahren der automatischen Analyse und 

Interpretation von Biosignalen, insbesondere Elektrokardiogrammen. 

Vorausgesetzt wird ein abgeschlossenes Universitätsstudium der Fachrichtung 

Nachrichtentechnik, Biomedizinische Technik, Informatik oder Medizinische Informatik 

sowie Erfahrung in Biosignalanalyse, UNIX-; Windows-, C-, Statistikkenntnisse. 

Wir bieten eine Vergütung nach TVöD. Das Arbeitsverhältnis ist auf 3 Jahre befristet. 

Ihre schriftliche Bewerbung richten Sie bitte an: Siegfried Perz,GSF-Forschungszentrum 

für Umwelt und Gesundheit, Institut für Medizinische Informatik (IMEI), 

Telefon 089/3187-4183, e-mail: perz@gsf.de 

Das Institut für Experimentelle Genetik (IEG) sucht ab dem 01.01.2007 eine/n 

teamfähige/n 

CTA, UTA, BTA, MTA oder 

Chemielaboranten/in (112/2006) 

für die Unterstützung des Steroid Metabolismus Screens der German Mouse Clinic 

(GMC). Die Aufgaben bestehen vor allem aus verschieden chemischen und biochemischen 

Tätigkeiten. Dazu gehören die Probenvorbereitung für GC/MS- und ELISA- 

Messungen (wie Wägen, Verdünnen, Extraktion, Chromatographie), die Probenanalyse 

(Bedienung des GC/MS-Geräts und des Plattenreaders) sowie die Auswertung der 

Messungen. Eine weitere Aufgabe ist die Blutentnahme bei Mäusen sowie die 

nachfolgende Plasmagewinnung. 

Voraussetzung ist eine abgeschlossene Ausbildung als CTA, UTA, BTA, MTA oder 

Chemielaborant/in. Wir erwarten eigenverantwortliches und gewissenhaftes Arbeiten 

sowie Englisch-, EDV (MS-Office) und Stöchiometrie-Kenntnisse. Weiterführende 

Kenntnisse in Analytik und Biochemie sowie mehrjährige Berufserfahrung sind erforderlich. 

Erfahrungen mit Mäusen wären vorteilhaft, sind aber nicht Voraussetzung. Wir 

bieten eine Vergütung nach TVöD. Das Arbeitsverhältnis ist bis 31.10.2007 befristet. 

Ihre schriftliche Bewerbung richten Sie bitte an: Dr. Cornelia Prehn, GSF-Forschungszentrum 

für Umwelt und Gesundheit, Institut für Experimentelle Genetik 

(IEG), Telefon 089/3187-3231 oder 3232 , e-mail: prehn@gsf.de 


GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH 

Postfach 1129, 85758 Neuherberg 

Die GSF konzentriert ihre Forschungsarbeiten auf eine der wichtigsten Fragen unserer Gesellschaft, die Gesundheit des Menschen in seiner Umwelt. Ziel ist es, Risiken für die 

menschliche Gesundheit durch Umweltfaktoren zu erkennen, Mechanismen der Krankheitsentstehung zu entschlüsseln sowie Konzepte zu entwickeln, um die Gesundheit des 

Menschen und seine natürlichen Lebensgrundlagen auch für die Zukunft zu schützen. Als Forschungseinrichtung des Bundes und des Freistaats Bayern mit Sitz in Neuherberg, 

im Norden Münchens, sind wir Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten öffentlichen Forschungsorganisation Deutschlands. 

Die GSF als Trägerin des Bayerischen Frauenförderpreises 2004 sowie des Total E-Quality-Zertifikates strebt generell eine Erhöhung des Frauenanteils an und fordert deshalb 

qualifizierte Interessentinnen ausdrücklich auf, sich zu bewerben. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt. 

The Institute of Stem Cell Research (ISF) ), Dr. Heiko Lickert is seeking 

PhD student (d.14/2006) 

to study early endoderm development in the mouse. The influence of intrinsic and 

extrinsic signaling factors on the differentiation of endoderm precursor-cell populations 

into specialized cell-types of the endoderm-derived organs (liver, lung, pancreas) will be 

studied. Therefore, we use conditional gene-targeting, RNAi-mediated knock down and 

gene-trap mutagenesis in combination with an ex vivo endoderm formation assay. 

Reguired is a good diploma or masters degree in biology, a strong background in 

molecular and developmental biology, pratical training in embryology would be 

prefered. We offer a young, dynamic and innovative environment as well as a good 

equipped and well funded labaratory with international connections. 

We pay standard German salary EG 13/2 TVöD. The position is limited to 3 years. 

Please write to: Dr. Heiko Lickert, GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, 

Institute of Stem Cell Research (ISG), Your questions will be answered by: Dr. 

Heiko Lickert, Phone 089/3187-3760, e-mail: heiko.lickert@gsf.de 

Das Institut für Molekulare Immunologie (IMI) in München/Grosshadern (Gruppe von 

Dr. Vigo Heissmeyer) sucht zum 1.10.06 eine/n 

Molekularbiologen/in / Biochemiker/in (107/2006) 

für die Bearbeitung eines Forschungsprojektes, das die Regulation von miRNA-Levels 

sowie den Einfluss der Expression individueller miRNAs auf zelluläre Funktionen, 

untersucht. Hierzu soll eine Knockout-Maus analysiert werden sowie die funktionelle 

Bedeutung von kürzlich identifizierten interagierenden Proteinen geklärt werden. 

Vorausgesetzt wird eine Promotion und ein wissenschaftlicher Hintergrund in Molekularbiologie, 

Biochemie und Genetik sowie gute Englischkenntnisse. 

Bewerber senden bitte ihren Lebenslauf und ein Bewerbungsschreiben, das die 

Interessen und Erfahrungen darstellt sowie 2-3 Referenzadressen angibt. 


Ihre schriftliche Bewerbung (mit Lebenslauf sowie 2-3 Referenzadressen) richten 

Sie bitte an: Dr. Vigo Heissmeyer, GSF-Forschungszentrum für Umwelt und 

Gesundheit, Institut für Molekulare Immunologie (IMI), Marchioninistr. 25, 81377 

München. Telefon 089/7099-214, e-mail: vigo.heissmeyer@gsf.de 

Die Abteilung Experimentelle Umweltsimulation (EUS) sucht ab sofort eine/n promovierte/n 

Postdoc (110/2006) 

der Fachrichtung Biologie/Botanik zur Durchführung und wissenschaftlichen Betreuung 

von Pflanzenexperimenten in unseren Phytotron- und Lysimeteranlagen. 

Arbeitsschwerpunkte sind Wurzelphysiologie sowie biometrische und biochemische 

Parameter unter Licht-, Klima- und Schadstoffbelastung. 

Erwartet werden ein abgeschlossenes Universitätsstudium, Erfahrungen mit Rhizotrontechniken 

und dem Einsatz stabiler Isotope im Feld- und Laborbereich sowie gute 

Kenntnisse in der Datenauswertung. Wir sind ein weit gefächertes interdisziplinäres 

Team, welches intensive Kooperationen mit in- und ausländischen Forschergruppen 

pflegt. Einsatzfreude und Belastbarkeit werden vorausgesetzt. 


Ihre Bewerbung richten Sie bitte in elektronischer Form an: Dr. H.K. Seidlitz, 

e-mail: harald.seidlitz@gsf.de oder Dr. J.B. Winkler, e-mail: winkler@gsf.de Für 

Rückfragen wenden Sie sich bitte an: Dr. H.K. Seidlitz, Telefon 089/3187-2413 

oder Dr. J.B. Winkler, Telefon 089/3187-2432 


Applications are invited for the position of a 

Postdoc (BAT-O IIa) 

in our Research Group “Immunology/Neuroinflammation” at the Leibniz Institute 

for Age Research – Fritz Lipmann Institute (FLI) in Jena. 

The Rel/NF-κB transcription factors are well known for their anti-apoptotic 

action. However, in a mouse model of stroke we could show that inhibition of 

classical NF-κB profoundly reduced infarct size. With the help of genetically 

altered mouse models we plan to analyze the role of the recently described alternative 

NF-κB signaling pathway in neurodegeneration and neuroprotection. 

The project will be carried out in close collaboration with the labs of Markus 

Schwaninger (Department of Neurology, Heidelberg) and Stefan Isenmann 

(Department of Neurology, Jena). 

We are looking for highly motivated individuals with a solid background in 

neurobiology and molecular biology. For further information please contact: 

fweih@fli-leibniz.de. 

Please send your application including a CV, description of experience, and the 

names of two references to: 

Prof. Dr. Falk Weih, Leibniz Institute for Age Research 

Fritz Lipmann Institute (FLI), Research Group Immunology 

Beutenberg Str. 11, 07745 Jena 

Tel.: 03641-65 6048, Fax: 03641-65 6040, e-mail: fweih@fli-leibniz.de 

www.fli-leibniz.de 

The Graduiertenkolleg 843 

‘Mechanisms of Neuronal 

Signaltransduction - from Protein to 

Network’ at the University of Freiburg 

offers: 

14 Positions for PhD Students 

We invite graduate students from the fields of biology, chemistry, biochemistry, 

physics, medicine as well as molecular medicine to send in their applications. 

The Graduiertenkolleg covers a wide spectrum of modern neurosciences and 

focuses on the areas: 

Molecular Neurobiology (structure and function of membrane proteins and 

their associated multi-protein complexes) 

Cellular Neurobiology (intercellular signaling, synaptic transmission and 

integration) 

Developmental Neurobiology (formation of networks) and 

Clinical-Systemic Neurobiology (systemic network function, theoretical network 

simulation, neuroprothetics) 

Outlines of project proposals and information on the scientific background of 

the participating institutes as well as on the study program of the GRK 843 are 

available via: http://www.grako-fr.uni-freiburg.de 

To apply, please send in an application letter (indicate which project you are 

applying for and why), a full CV, copies of university diplomas, a brief summary 

of your thesis and previous studies and 2 letters of reference to: 

The Institute of Physiology II, attn.: Prof. Dr. B. Fakler, 

Hermann-Herder-Str. 7, D-79104 Freiburg, Germany. 

Application deadline: 31 th October 2006 


Martin Luther University 

Halle-Wittenberg and 

Leibniz Institute of 

Plant Biochemistry Halle 

Registration number 6/2006 

Independent junior research group 

leader position 

The University of Halle and the Leibniz Institute of Plant Biochemistry will 

establish a third independent junior research group as part of the Federal 

State of Sachsen-Anhalt Excellence Initiative “Structures and mechanisms 

of biological information processing”. The group is to work closely with one 

or more of the local Collaborative Research Centres SFB 610 “Protein states 

with cell biological and medical relevance”, SFB 648 “Molecular mechanisms 

of information processing in plants” and SFB 604 “Multifunctional 

signaling proteins: oligomeric protein complexes as mediators of cellular 

regulatory processes”, and the Graduate College GRK1026 “Conformational 

transitions in macromolecular interactions”. 

Applications are invited for the following junior group leader position: 

Plant protein complexes - structure, function and evolution 

The successful candidate should have a research focus in one of the following 

areas : 

– Protein complexes in plant signal transduction and regulation 

– Protein complexes in plant microbe interactions 

– Plant membrane protein complexes 

The group will be located at the Leibniz Institute of Plant Biochemistry 

(Director Dierk Scheel) on the Weinberg Campus of the University of Halle. 

The Institute offers 

– essential infrastructure from the existing programs in natural product 

biotechnology (Claus Wasternack), bioorganic chemistry (Ludger Wessjohann), 

stress and developmental biology (Dierk Scheel), and secondary 

metabolism (Dieter Strack) 

– state of the art technology including platforms for proteomics, metabolic 

profiling and in vivo imaging of protein-protein interactions 

– an energetic working environment with a multidisciplinary approach to 

natural product, molecular interaction, plant microbe interaction and 

gene function analyses. 

Appointments will be made at the level of BAT-O Ia for a period of five years. 

Laboratory space, start up funds and consumables as well as additional 

salaries for one postdoc, PhD students and a laboratory technician will be 

made available. 

Applicants with a proven publication record in high quality journals should 

submit their CV and publication list stating registration number 6/2006, 

together with reprints of the three most important publications, a project 

sketch of not more than three pages, and the names of three academic 

referees to 

Leibniz Institute of Plant Biochemistry 

Managing Director, Prof. Dierk Scheel 

Weinberg 3, D-06120 Halle (Saale), Germany 

The University of Halle and the Leibniz Institute of Plant Biochemistry are 

affirmative actions employers. Female Scientists are specifically encouraged 

to apply for this position. Suitably qualified disabled candidates will 

be treated preferentially. 

Further information can be found under http://www.ipb-halle.de and http:// 

www.excellenz-netzwerk-biowissenschaften.uni-halle.de. 

Closing date for applications is October 31, 2006. 


Leibniz Institute of Plant Biochemistry Halle 

Research Group Leader 

Metabolite Profiling 

Registration Number 7/2006 

A research group at the Leibniz Institute of Plant Biochemistry has established a 

platform for comprehensive profiling of plant secondary metabolites by CapLC-ESI 

QTOF-MS and GC-MS (Plant Physiol. 134:548-559, 2004). The technology is used 

to analyze metabolic changes observed in Arabidopsis thaliana and crop plants 

during development and in response to interaction with microbial pathogens and 

symbionts, as well as for biochemical phenotyping of mutants and exploration of 

natural diversity. We are seeking an outstanding researcher to lead and further 

develop this research group. 

The Leibniz Institute of Plant Biochemistry is a governmental research institute 

located on the Weinberg Campus of the Martin Luther University Halle-Wittenberg. 

The institute offers 

– essential infrastructure from the existing programs in stress and developmental 

biology (Dierk Scheel), natural product biotechnology (Claus Wasternack), bioorganic 

chemistry (Ludger Wessjohann), and secondary metabolism (Dieter Strack), 

– state of the art technology for analytical, synthetic and structural chemistry, 

proteomics, metabolic profiling, biochemistry and molecular and cell biology, 

– an energetic working environment with a multidisciplinary approach to natural 

product, molecular interaction, plant microbe interaction and gene function analyses. 

Appointments will be made according to BAT-O IIa to Ib for a period of five years. 

Applicants with appropriate expertise and a proven publication record should submit 

their CV and publication list stating registration number 7/2006, together with reprints 

of the three most important publications, a short sketch of their research interests, 

and the names of three academic referees to 

Leibniz Institute of Plant Biochemistry, AG PersonalangelegenheitenKerstin 

Balkenhohl, Weinberg 3, D-06120 Halle 

The Leibniz Institute of Plant Biochemistry is an affirmative action employer. Further 

information can be found under http://www.ipb-halle.de or obtained by contacting 

Dierk Scheel (email: dscheel@ipb-halle.de, phone: +49-345-5582-1400). 

Closing date for applications is October 31, 2006. 

International Research Training Group (IRTG) Konstanz – Zürich “Cell-based 

characterization of disease mechanisms in tissue destruction and repair” The 

Graduiertenkolleg IRTG 1331 (International Research Training Group) 

“Cell based characterization of disease mechanisms in tissue destruction and 

repair” offers: 

Positions for PhD Students 

The IRTG, a scientific network between the University of Konstanz, the ALTANA 

Pharma AG Konstanz, the Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH), 

the University of Zurich, the CYTOS Biotechnology AG (Zurich) and the ECVAM 

(European Centre for the Validation of Alternative Methods, Italy) 

invites graduate students from the fields of biology, biochemistry, medicine and 

chemistry to send in their applications. 

The research program of the IRTG 1331 covers a wide spectrum of disease 

related research topics divided into agent-based, immune-based and therapeutic-based 

mechanisms. For detailed information you are invited to visit the 

website http://www.irtg1331.org. 

The website offers a list of the current and planned research projects. We 

request that applicants contact the scientist offering the project they are 

interested in. 

Coordination: Dr. Jutta Schlepper-Schäfer, Jutta.Schlepper-Schaefer@unikonstanz.de 


Postdoctoral position (BAT-O IIa) 

Our established Junior Research Group “Proteolysis and therapeutic approaches in 

Huntington’s disease (HD)“ at the Leibniz Institute for Age Research – Fritz Lipmann 

Institute (FLI) in Jena (www.fli-leibniz.de) seeks post-doctoral candidates: 

HD is an neurodegenerative, inherited disease caused by expansion of a polygutamine 

repeat in huntingtin. Previously, we established transgenic mice that 

model aspects of this disease (HMG: 1999, 8(5):943). Huntingtin is subject to 

proteolytic processing, which has been observed in both mouse models and 

human HD post-mortem brain. This processing creates N-terminal fragments, 

containing the polyglutamine repeat, which accumulate as aggregates in the 

nucleus. We are seeking a post-doctoral fellow interested in working to identify 

protease inhibitors that block huntingtin proteolytic processing, using cell models 

initially before testing in HD transgenic mice. The position is initially available 

for two years with a possible extension. Highly motivated and collaborative 

applicants with a good background in molecular medicine, molecular biology, 

and/or neurobiology are encouraged to apply. Candidates should send their 

application including CV and names/addresses of two referees to: 

Dr. Gabriele Schilling, Junior Group 

“Proteolysis and therapeutic approaches in HD“ 

FLI, Beutenbergstr. 11, 07745 Jena 

Phone: 03641-65 6470, Fax: 03641-65 6010, Email: schilling@fli-leibniz.de 

Max-Planck-Institut 

für Neurobiologie 

Martinsried/München 

Department of Molecular NeurobiologyMartinsried/ 

Munich, Germany invites applications for two positions: 

Research Technicians 

in Cell Biology 

You will perform gene targeting experiments in mouse embryonic 

stem cells, transfections in mammalian cell lines, and take care of the 

laboratory cell culture repository. 

in Molecular Biology 

You will generate expression constructs for protein expression in 

bacteria, express and purify recombinant proteins, and perform analytical 

biochemistry. 

Candidates should have working experience in an academic research 

laboratory and should be able to work independently. 

The Max-Planck Institute of Neurobiology is a leading international 

research institute with an exceptional strength in developmental, 

molecular, systems and computational neurobiology. We offer outstanding 

research and training opportunities in an international environment. 

Working language in the lab is English. Disabled individuals 

will be preferred and are especially encouraged to apply. 

Please send your application with full CV and names of referees to 

Max-Planck-Institut für Neurobiologie 

Verwaltung 

Am Klopferspitz 18 

82152 Planegg-Martinsried 


Die Medizinische Klinik und Poliklinik I der Universität Würzburg 

sucht ab dem 1.12.2006 für die Experimentelle Kardiologie 

eine/n engagierte/n 

naturwissenschaftlichen Doktorandin/en 

In dem von der DFG im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 688 „Mechanismen 

und Bildgebung von Zell-Zell-Wechselwirkungen im kardiovaskulären 

System“ geförderten Projekt wird die Rolle der „Innate Immunity“ bei der chronischen 

Herzinsuffizienz untersucht. Ein Schwerpunkt wird auf immunologisch 

wichtigen Transkriptionsfaktoren liegen. Wir bieten eine breite Infrastruktur zu 

fast allen Gesichtspunkten der Herzinsuffizienz, gute Ausstattung und individuelle 

Betreuung. Die Bezahlung erfolgt nach BAT. 

Voraussetzung ist ein abgeschlossenes Studium der Biologie, Biochemie 

oder Pharmazie. Schwerbehinderte Bewerber werden bei gleicher Eignung 

bevorzugt. 

Nähere Informationen und übliche Bewerbungsunterlagen bitte an: 

PD Dr. med. S. Frantz (Telefon: 0931-201-0, Fax: 0931-201-36131), 

frantz_s@medizin.uni-wuerzburg.de, Medizinische Klinik und Poliklinik I, 

Universität Würzburg, Josef-Schneider-Str. 2, 97080 Würzburg. 

AG Platzer „Genomanalyse“ 

PhD studentship, BAT-O IIa/2 

Description of the project: 

Splicing of premature RNAs is one major step in gene expression. It is tightly 

controlled by cis-acting sequence elements. Polymorphisms within such elements 

are suspected to influence splicing outcome. The aim of the project is to identify on 

a human genome-wide scale such polymorphisms, in particular single nucleotide 

polymorphisms (SNPs), and subsequently describe how they affect splicing. The 

project is running in collaboration with the University Hospital Kiel. 

Readings: 

Platzer M, Hiller M, Szafranski K, Jahn N, Hampe J, Schreiber 

S, Backofen R, Huse K (2006). Sequencing errors or SNPs at splice-acceptor 

guanines in dbSNP; Nature Biotech. 24 (9): 1068 - 1070 

ElSharawy A, Manaster C, Teuber M, Rosenstiel P, Kwiatkowski R, Huse K, Platzer 

M, Becker A, Nürnberg, P, Schreiber S, Hampe J (2006) 

SNPSplicer: systematic analysis of SNP-dependent splicing in genotyped cDNAs 

Published Online: 25 Aug 2006 

Hiller M, Huse K, Szafranski K, Jahn N, Hampe J, Schreiber S, Backofen R, 

Platzer M (2006) SNPs in NAGNAG acceptors are highly predictive for variations 

of alternative splicing Amer J Hum Genet. 78:291-302 

We are seeking applicants with a diploma in biochemistry, biology or chemistry 

willing to work in a competitive field of molecular biology. A background in 

genetics is welcome. 

The position involves a temporary appointment for two years, funded by the 

Deutsche Forschungsgemeinschaft. 

For detailed information please call Klaus Huse on +49-3641-656254 or mail 

to khuse@fli-leibniz.de 

Please send your application including CV, a short description of research experience 

and interests, and names and contact details of two referees to: 

Leibniz-Institut für Altersforschung FLI, Patricia Möckel 

Beutenbergstr. 11, D-07745 Jena, Germany, pmoeckel@fli-leibniz.de 


Paul-Ehrlich-Institut Paul-Ehrlich-Straße 51 - 59, 

63225 Langen, Telefon (06103) 77-11 00 

Das Paul-Ehrlich-Institut ist eine wissenschaftliche Einrichtung des 

Bundes, die als Bundesoberbehörde für die Zulassung und Chargenprüfung 

immunbiologischer Arzneimittel zuständig ist und auf den 

damit verbundenen Gebieten der Lebenswissenschaften (z. B. Virologie, 

Bakteriologie, Allergologie, Immunologie, Hämatologie, Medizinische 

Biotechnologie) Forschung betreibt. 

In den Abteilungen Allergologie, Medizinische Biotechnologie und 

Arzneimittelsicherheit sind mehrere Positionen als 

Humanmediziner/in oder 

Veterinärmediziner/in 

Stellenbewertung: E 13 / 14 TVöD zu besetzen. 

Aufgabenprofil: 

– Mitarbeit in interdisziplinären Projektteams zur Evaluierung von 

nationalen und europäischen Zulassungsanträgen aus den Produktbereichen 

Gentherapie, Zelltherapie, Tissue Engineering und 

Gewebezubereitung 

– Beratung von Herstellern, pharmazeutischen Unternehmern oder 

anderen Sponsoren zur Planung und Durchführung klinischer Prüfungen 

als Mitglied eines Beratungsteams 

– Mitarbeit in internationalen Gremien wie z.B. den Arbeitsgruppen bei 

der europäischen Zulassungsbehörde (EMEA), London 

– Selbstständige Bewertung von klinischen Daten aus Anträgen auf 

Genehmigung einer klinischen Prüfung 

Anforderungsprofil: 

– Medizinstudium oder Veterinärmedizinstudium mit Promotion und 

molekularbiologischen oder – virologischen Kenntnissen 

– Mindestens 2-jährige klinische/praktische Ausbildung 

– Erfahrung oder erste Kenntnisse hinsichtlich der Durchführung, 

Planung und Bewertung präklinischer Untersuchungen und/oder 

klinischer Prüfungen 

– Fähigkeit zum selbstständigen, aber auch teamorientierten Arbeiten, 

Durchsetzungsvermögen und Zuverlässigkeit 

– sehr gute Kenntnisse der englischen Sprache und der Standard MS 

Office Software 

Die Beschäftigungsverhältnisse sind vorerst auf fünf Jahre befristet. 

Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39 Stunden; Teilzeitbeschäftigung 

ist grundsätzlich möglich. 

Die Eingruppierung erfolgt nach den tariflichen Bestimmungen des 

TVöD. Auswärtigen Bewerbern ist das Amt bei der Wohnraumbeschaffung 

behilflich. Trennungsgeld und Umzugskosten werden nach den 

gesetzlichen Vorschriften gewährt. 

Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt. 

Das Paul-Ehrlich-Institut fördert die Gleichstellung von Frauen und 

Männern und ist daher an Bewerbungen von Frauen interessiert. 

Bitte richten Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen bis zum 

15. Oktober 2006 an das Personalreferat des Paul-Ehrlich-Instituts. 

Paul-Ehrlich-Straße 51-59, 63225 Langen, Telefon (06103) 77-11 00 


Paul-Ehrlich-Institut Paul-Ehrlich-Straße 51 - 59, 

63225 Langen, Telefon (06103) 77-11 00 

Das Paul-Ehrlich-Institut ist eine wissenschaftliche Einrichtung des 

Bundes, die als Bundesoberbehörde für die Zulassung und Chargenprüfung 

immunbiologischer Arzneimittel zuständig ist und auf den 

damit verbundenen Gebieten der Lebenswissenschaften (z. B. Virologie, 

Bakteriologie, Allergologie, Immunologie, Hämatologie, Medizinische 

Biotechnologie) Forschung betreibt. 

Im Fachgebiet Immunchemie der Abteilung Immunologie ist die Position 

eines/einer 

Wissenschaftlichen Mitarbeiters/ 

Wissenschaftlichen Mitarbeiterin 

Stellenbewertung: E 13 / 14 TVöD zu besetzen. 

Aufgabenprofil: 

– Untersuchung von biologischen Arzneimitteln mit Hilfe von chemischen 

und biochemischen Analysenmethoden, 

– Entwicklung von Prüfmethoden 

– Durchführung von Maßnahmen zur Qualitätssicherung in einem nach 

EN/ISO 17025 akkreditierten Laborbereich. 

– Bewertung von Herstellerunterlagen zur Qualität 

– Führung von Mitarbeitern, Labororganisation 

Anforderungsprofil: 

– Abgeschlossene Studium der Chemie, Biochemie oder Pharmazie 

– Interesse an instrumenteller Analytik, 

– Verständnis und Engagement bei der Etablierung und Durchführung 

von Qualitätssicherungsmaßnahmen, 

– Fähigkeit zur Führung von Mitarbeitern, zum selbständigen, aber 

auch teamorientierten Arbeiten 

Das Beschäftigungsverhältnis ist vorerst auf 3 Jahre befristet; die 

wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39 Stunden. Teilzeitbeschäftigung ist 

grundsätzlich möglich. 

Die Eingruppierung erfolgt gemäß den tarifrechtlichen Bestimmungen 

des TVöD. 

Auswärtigen Bewerbern ist das Amt bei der Wohnraumbeschaffung 

behilflich. Trennungsgeld und Umzugskosten werden nach den gesetzlichen 

Vorschriften gewährt. 

Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt. 

Das Paul-Ehrlich-Institut fördert die Gleichstellung von Frauen und 

Männern und ist daher an Bewerbungen von Frauen interessiert. 

Bitte richten Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen an 

das Personalreferat des Paul-Ehrlich-Instituts: 

Paul-Ehrlich-Straße 51-59, 

63225 Langen, 

Telefon (06103) 77-11 00 


Zukunft beginnt bei uns 

Die RWTH ist mit ca. 30.000 Studierenden, 10.000 Beschäftigten und ihren innovativen 

Forschungsschwerpunkten eine der führenden Technischen Universitäten Europas. Lehre 

und Forschung sind in besonderer Weise international, praxisnah und interdisziplinär 

ausgerichtet. 

Universitätsprofessur 

Angewandte Genetik der Mikroorganismen 

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften 

Zum 01.04.2007 wird eine Persönlichkeit gesucht, die dieses Fach in Forschung und 

Lehre vertritt. 

Umfassende Kenntnisse der Physiologie und Genetik von Mikroorganismen werden 

vorausgesetzt. Besonders erwünscht sind Erfahrungen auf einem oder mehreren der 

folgenden Gebiete der Forschung an Hefen oder filamentösen Pilzen mit Hilfe der funktionellen 

Genomik: Antibiotikum- oder Enzymproduzenten, phyto- oder humanpathogene 

Pilze, Brauerei-, Brennerei-, Wein- und Backhefen, Mykorrhiza-Pilze. Interesse an der 

Zusammenarbeit mit technischen Lehrstühlen wird erwartet. 

In der Lehre wird eine Beteiligung an der Ausbildung der Studierenden des konsekutiven 

B.Sc.-/M.Sc.-Studienganges Biotechnologie/Molekulare Biotechnologie, des Lehramtsstudiums 

sowie des konsekutiven B.Sc.-/M.Sc.-Studienganges Biologie in Mikrobiologie 

und Genetik erwartet. Die Professur ist auf 5 Jahre befristet. Bei Bewährung besteht die 

Möglichkeit einer Übernahme auf eine W3-Stelle. 

Voraussetzungen sind ein abgeschlossenes Universitätsstudium, Promotion und zusätzliche 

wissenschaftliche Leistungen, die durch eine Habilitation, im Rahmen einer Juniorprofessur, 

einer wissenschaftlichen Tätigkeit an einer Hochschule, Forschungseinrichtung, 

in Wirtschaft, Verwaltung oder einem anderen gesellschaftlichen Bereich erbracht 

wurden. Des Weiteren werden hervorragende Publikationsleistungen in international 

renommierten Fachzeitschriften, eine sehr gute Drittmitteleinwerbung sowie didaktische 

Fähigkeiten erwartet. 

Ihre schriftliche Bewerbung richten Sie bitte bis zum 15.11.2006 an den Dekan der 

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften der RWTH Aachen, Prof. 

Dr. W. Thomas, Templergraben 55, 52056 Aachen. 

Die RWTH strebt eine Erhöhung des Frauenanteils am wissenschaftlichen Personal an. 

Auf § 8 Abs. 6 Landesgleichstellungsgesetz NW (LGG) sowie die Frauenförderpläne der 

RWTH Aachen wird verwiesen. 

Bewerbungen Schwerbehinderter sind erwünscht. 

Am Institut für Experimentelle Innere Medizin sind zum nächstmöglichen Zeitpunkt zwei 

Stellen für wissenschaftliche Mitarbeiter zu besetzen: 

Zellbiologe/Ingenieur (Sensor-/Elektrotechnik) 

Biochemiker/Biologe 

Im Institut werden in einem zukunftsträchtigen Forschungsgebiet Mechanismen der 

Signaltransduktion, Entzündung und epithelialen Differenzierung in der molekularen 

Pathogenese bearbeitet. 

Im Rahmen eines von der EU-geförderten Projektverbundes werden spezielle zellbiologische 

Sensorsysteme auf Basis der QCR-Technologie entwickelt. Die Messdaten dieser 

Systeme werden in Kombination mit biochemischen Ergebnissen in zellulären Signalnetzwerken 

auf der Grundlage systembiologischer Modellierungsstrategien untersucht. 

Für dieses Projekt sind Bewerberinnen/Bewerber gesucht, die entweder als Biologe/Biochemiker 

bereits Erfahrungen mit Sensorsystemen oder als Ingenieur eine besondere 

zellbiologische Qualifikation besitzen. 

Des weiteren wird für einen Forschungsverbund ein Biologe oder Biochemiker gesucht, 

der schwerpunktmäßig proteomanalytische Fragestellungen bearbeiten wird. Dazu steht 

dem Institut mit verschiedenen Massenspektrometern, HPLC-Anlagen und Interaktionsmesssystemen 

(Biacore) eine exzellente technische Ausstattung zur Verfügung, die eine 

kompetitive Bearbeitung der Forschungsthemen unterstützt. Es werden Kandidaten/-Innen 

bevorzugt, die bereits Erfahrung im Umgang mit Massenspektrometern besitzen. 

Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzug berücksichtigt. Frauen werden 

besonders aufgefordert, sich zu bewerben. Ihre Bewerbung richten Sie bitte an: 

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Medizinische Fakultät 

Institut für Experimentelle Innere Medizin, Herrn Prof. Dr. Michael 

Naumann Leipziger Str. 44, 39120 Magdeburg 


Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg - Medizinische Fakultät - Im Bereich Experimentelle 

Dermatologie (AG Leverkus) der Klinik für Dermatologie und Venerologie 

ist im Rahmen von Drittmittel-geförderten Projekten in Kürze die Stelle einer/eines 

wiss. Doktorandin/Doktoranden (BAT-O IIa) 

als Teilzeitstelle (50 v. H.) für die Dauer von 3 Jahren zu besetzen. 

Inhalt: Biochemische, zell- und molekularbiologische Untersuchungen zur Biologie 

der Signalgebung von Todesrezeptoren, insbesondere in Dendritischen Zellen und in 

vivo Studien im Mausmodell (e. g. Leverkus et al, Blood 2000; Leverkus et al, MCB 

2003; Leverkus et al, Intern Immunol 2003; Wachter et al, JBC 2004). 

Anforderungen: 

– Bewerber/innen sollten über ein abgeschlossenes Studium der Biologie, Biochemie 

oder Medizin (bei profunder experimenteller Ausrichtung) verfügen. 

– Kenntnisse in der Kultur primärer Säugerzellen, Expressionsanalyse von kultivierten 

und präparierten Zellen mittels immunologischer (Durchflußzytometrie, Konfokalmikroskopie), 

proteinchemischer (Subfraktionierungen, Immunpräzipitationen, 

Western-Blot) und molekularbiologischer (RT-PCR, Klonierung) Methoden. 

– Expertise bei der Durchführung und Auswertung von Tierexperimenten, weitergehende 

biochemische und immunologische Kenntnisse sind von Vorteil. 

– Beherrschung des Englischen in Wort und Schrift, umfassende PC-Fertigkeiten. 

Für Fragen wenden Sie sich bitte an: Herrn Prof. Martin Leverkus, 

E-mail: martin.leverkus@medizin.uni-magdeburg.de 

Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt. Frauen 

werden besonders aufgefordert, sich zu bewerben. Der Gleichstellungsbeauftragten 

wird auf Wunsch Einsicht in die Bewerbungen gewährt. 

Ihre Bewerbung richten Sie bitte an: Otto-von-Guericke-Universität 

Magdeburg, Medizinische Fakultät, Dezernat Personalwesen, Referenznummer 

100/2006, Leipziger Straße 44, 39120 Magdeburg 

Kontakt zu Verbänden 


V E R B Ä N D E 

PhD studentship, BAT-O IIa/2 

a position for a PhD student is available immediately in the Genome Analysis Group, 

Leibniz Institute for Age Research - Fritz-Lipmann-Institute e.V. (former IMB Jena) 

Description of the project: Comparative genomics has a high impact on our understanding 

of evolution of organisms. It helps to elucidate the role of specific gene 

products in different organisms and to define regulatory sequence motifs. Recently 

we published the sequence and analysis of the Dictyostelium discoideum genome 

(Nature 435, 43-57). This work is the starting point for our comparative genomics 

project within the social amoebae clade. 

Telomere maintenance plays a crucial role in in aging via the replication and repair 

machinery. D. discoideum has evolved unique telomere features not found in other 

eukaryotes. Conversely, other social amoebae maintain usual telomere structures. 

We want to analyse the evolutionary changes in telomere structure maintenance 

mechanisms within the social amoebae clade and characterize some of the factors 

involved using gene knock-out techniques. 

For this PhD position we are seeking a highly motivated person familiar with basic 

laboratory techniques (PCR, Southern Blotting, Cloning, etc.). 

The position involve a temporary appointment funded by the DFG. 

research details of the group: http://genome.fli-leibniz.de 

For detailed information email gernot@fli-leibniz.de 

Please send your application including CV, a short description of research 

experience and interests, and names and contact details of two references to: 

Leibniz-Institut für Altersforschung FLI 

Beutenbergstr. 11, D-07745 Jena, Germany 

Im Jahr 2006 erscheint LABORWELT zweimonatlich. Alle Abonnenten des Branchen-Magazins |transkript sowie die Mitglieder der nachfolgenden 

Gesellschaften erhalten LABORWELT regelmäßig mit freundlicher Empfehlung ihrer Organisationen. Wer sich darüber hinaus für einen Beitritt interessiert, 

erreicht die Gesellschaften unter folgenden Kontaktdaten: 

DECHEMA 

Fachsektion Biotechnologie 

Theodor-Heuss-Allee 25 

D-60486 Frankfurt/Main 

Tel.: +49-(0)-69-7564-289 

Fax: +49-(0)-69-7564-272 

www.dechema.de 

Deutsche Gesell. für Proteomforschung 

c/o MPI für Biochemie 

Am Klopferspitz 18a 

D-82152 Martinsried 

Tel.: +49-(0)-89-8578-3964 

Fax: +49-(0)-89-8578-2802 

c.kleinhammer@dgpf.org 

www.dgpf.org 

Österreichische Gesell. für Biotechnologie 

c/o Boehringer Ingelheim 

Austria GmbH 

Dr. Boehringer-Gasse 5-11 

A-1121 Wien 

Tel.: +43-(0)-1-80105-2311 

Fax: +43-(0)-1-80105-9311 

www.boku.ac.at/oegbt/ 

Verband Deutscher Biologen 

Corneliusstr. 6 

D-80469 München 

Tel.: +49-(0)-89-26024573 

Fax: +49-(0)-89-26024574 

info@vdbiol.de 

www.vdbiol.de 

Deutsche Gesellschaft für Genetik 

c/o Genetisches Institut der 

Universität Gießen 

Heinrich-Buff-Ring 58-62 

D-35392 Gießen 

Tel.: +49-(0)-641-99-35463 

Fax: +49-(0)-641-99-35469 

www.gfgenetik.de 

Gesellschaft für Signaltransduktion 

c/o Prof. Dr. Ralf Hass 

Med. Hochschule Hannover 

AG Biochemie u. Tumorbiol. 

D-30625 Hannover 

Tel.: +49-(0)-511-532-6070 

Fax: +49-(0)-511-532-6071 

www.sigtrans.de 

Nationales Genomforschungsnetz 

c/o DLR – Koblenzerstr. 112 

53177 Bonn-Bad Godesberg 

Tel.: +49-(0)-228-3821-331 

Fax: +49-(0)-228-3821-332 

pm-ngfn@dlr.de 

www.ngfn.de 

Deutsche Gesellschaft für Neurogenetik 

c/o Institut für Humangenetik 

Uni Gießen/Schlangenzahl 14 

35392 Gießen 

Tel.: +49-(0)-641-99-41600 

Fax: +49-(0)-641-99-41609 

www.med.uni-giessen.de 

/genetik/dgng.html 

Netzwerk Nutrigenomforschung 

Arthur-Scheunert-Allee 114 

14558 Bergholz-Rehbrücke 

Tel.: +49-(0)-33200 88 385 

Fax: + 49-(0)-33200 88 398 

verein@nutrigenomik.de 

www.nutrigenomik.de 



Isolation von Gesamt-RNA 

Beckman Coulter hat sein neues „Agencourt 

RNAdvance Tissue System“ zur Isolation von 

Gesamt-RNA aus Probenmaterial von Säugern 

vorgestellt. Es basiert auf der patentierten 

Agencourt SPRI ® (Solid Phase Reversible 

Immobilization)-Technologie mit paramagnetischen 

Beads. Das einfach zu handhabende 

System liefert hohe Ausbeuten reiner RNA in 

Einzelröhrchen bis hin zum 96-Well-Format 

und macht organische Lösungsmittel, Vakuumfiltration 

und Zentrifugation überflüssig. 

So können wertvolle Gewebeproben optimal 

genutzt werden, ohne die Unversehrtheit der 

RNA zu gefährden. Das Verfahren kann mit 

dem Liquid-Handling-Automaten Biomek ® 

NX automatisiert werden und bildet so einen 

vollständig validierten Arbeitsprozeß. Bei 

Microarrayanwendungen kann das System 

mit der Agencourt RNAClean ® -Technologie 

als Komplettlösung eingesetzt werden. 


Abdampfen von Säuren 

Genevac hat eine neue Version des beliebten 

Systems HT-12 Serie II eingeführt. Das System 

HT-12 HCl ermöglicht, hochkonzentrierte 

Salzsäure zu evaporieren. Im Vergleich zu 

beispielsweise Trifluoressigsäure führt die Verwendung 

von HCl zu saubereren Synthesen 

und Entfernungen von Schutzgruppen. 

Aufgrund inerter und korrosionsbeständiger 

Materialien, können mit dem HT-12 HCl 

Salzsäure und andere Säurechloride ohne 

Leistungsverlust oder langfristigen Qualitätsverlust 

des Systems abgedampft werden. 

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P R O D U K T W E L T 


Universelle Mikroskop-Kameraserie „Digital Sight“ 

Gleich fünf Digitalkameras umfaßt Nikons 

Serie „Digital Sight“ für die Mikroskopie. 

Jede „DS“-Kamera besitzt individuell zugeschnittene 

Leistungsparameter für bestimmte 

Anwendungsgebiete. Neu ist die hochauflösende 

5-Mpixel-Kamera DS-Fi1 mit 12 Bit 

Farbtiefe für perfekte Ergebnisse in Histologie, 

Pathologie, Phasenkontrast- und DIC- 

Mikroskopie. Speziell für Fluoreszenzanwendungen 

an mehrfach gefärbten Präparaten 

bietet Nikon die 5-Mpixel-Kamera DS-5Mc 

und für die schnelle Live-Bildaufnahme an 

vitalgefärbten Zellen im Monochrombetrieb 

die 2-Mpixel-Kamera DS-2Mc an. Für schnelle 

und gute Bilder bei Routineaufgaben und 

für das Digital-Imaging mit Bildverarbeitung 


Gesamtkatalog mit Life-Science-Produktprogramm 

Immer empfindlichere Nachweismethoden 

verlangen nach immer hochwertigeren 

Kunststoffprodukten. Im aktuellen Life-Science-Katalog 

von Brand finden sich unter 

anderem: PCR-Einzelgefäße und Strips, 96well- 

und 384-well-Platten. Die speziell für 

die Brand 96-well-PCR-Platte entwickelte 

PCR-Verschlußmatte reduziert Verdunstungsverluste 

um bis zu 75% und kann einfach mit 

Pipettenspitzen durchstoßen werden. 

UV-Küvetten aus Kunststoff für UV-Messungen 

von 220 nm bis 900 nm werden auch 

runden 2-Mpixel-Kameras die DS-Serie ab: 

Die Farbkamera DS-2Mv (v = Video) sowie 

ihr Pendant als Schwarz-Weiß-Kamera (DS- 

2MBW) sind mit einer Bildrate von bis zu 30/s 

so schnell wie ehemals Videokameras. 


Gekühlte Electron Multiplier CCD-Kamerageneration 

Hamamatsu stellt mit der ImagEM eine in 

Leistung und Flexibilität bislang unerreichte 

CCD-Kamera für Restlicht-Anwendungen 

im Fluoreszenz- und Lumineszenz-Imaging 

vor. Sie kann in zwei Betriebsmodi genutzt 

werden: im CCD-Modus arbeitet sie wie übliche 

gekühlte CCD-Kameras, im EM-Modus 

wird ein zusätzlicher Verstärkungsfaktor 

eingeführt. In der Kamera sind Funktionen 

zur Echtzeit-Bildbearbeitung, wie Filterung, 

rekursive Filterung, und Shading-Korrektur, 

eingebaut, um bei hohen Anforderungen an 

die zeitliche Auflösung die Bildverarbeitungsanlage 

zu entlasten. Scan-Geschwindigkeit, 

Verstärkungsfaktor, Belichtungszeit, Synchronisation 

mit externen Geräten und viele 

andere Einstellungen lassen sich über Softwarekommandos 

einfach vom Steuerrechner der 

jeweiligen Anwendung angepassen. 

einzeln verpackt sowie DNase-, DNA- und 

RNase-frei angeboten. Ideal für die Bestimmung 

von Proteinen, DNA und RNA sind 

runde Deckel für sicheren Verschluß. Diese 

Einmalartikel, die keiner Reinigung bedürfen, 

reduzieren die Kontaminationsgefahr. 

Die Deep-well-Platten PP und PS im SBS- 

Format sind stapelbar und in vier Größen 

erhältlich (0,3 ml, 0,5 ml, 1,1 ml und 2,2 ml). 

HTS/UHTS-Platten mit Flachboden besitzen 

abgerundete Wells für schnelle Befüllung und 

optimale Meniskusausbildung. 

Die ImagEM wird sowohl mit Luft- als auch 

mit Wasserkühlung ausgeliefert. So kann 

je nach Bedarf entschieden werden, welche 

Kühlmethode eingesetzt wird. Der Sensor 

kann so auf Temperaturen von bis zu -90°C 

heruntergekühlt werden. 


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Einfache Modifizierung von E. coli - Produktionsstämmen 

Mit dem “Quick and Easy E. coli Gene Deletion 

Kit“ bietet die Gene Bridges GmbH ein 

Werkzeug zur Stammoptimierung an, mit 

dem erstmals jede beliebige Stelle auf dem 

Chromosom von E. coli basengenau verändert 

werden kann. Das Kit basiert auf der patentierten 

Red/ET-Rekombinationstechnologie, 

einer speziellen Form der homologen Rekombination. 

Die Rekombination wird dabei 

über kurze, nur 50bp lange Homologiearme 

vermittelt, die einfach als Oligonukleotide 

synthetisiert werden können. Unabhängig 

von bestimmten Erkennungssequenzen für 

Restriktionsenzyme oder andere Rekombinasen 

ist so die schnelle, einfache und punktgenaue 

Modifikation der E. coli-DNA möglich. 


Zellbasierte HTRF ® -Assays mit d2-Akzeptormolekül 

Cisbio hat drei neue zellbasierte HTRF ® - 

Assays vorgestellt. Die auf wichtige Targets 

bei der Erforschung der Ursachen von Entzündungs- 

und Stoffwechselkrankheiten 

gerichteten Assays für cGMP, PGE2 und Hydrocortison 

stellen die dritte Produktlinie im 

HTRF ® -Portfolio von Cisbio dar. Bestandteil 

dieser Assays ist der hauseigene d2-Akzeptorfarbstoff. 

Dieser erhöht die Zuverlässigkeit, 

Leistung und Stabilität der Assays. 

Der erste Assay dient der Quantifizierung 

von cGMP (Guanosin-3’,5’-Monophosphat) 

und ist damit auf Screening-Targets wie Guanylyl-Cyclasen 

und eine Reihe cGMP-geregelter 

Phosphodiesterasen (PDEs) ausgerichtet. 

Der zweite dient der Quantifizierung von 

Mit dem Kit können einzelne Gene in weniger 

als einer Woche, auch mit Entfernung der Selektionsmarker, 

ausgeschaltet werden. 


Optimierte Reproduzierbarkeit der klinischen arrayCGH 

In einer Entwicklungskooperation zwischen 

Tecan und BlueGnome werden die Tecan HS 

Pro -Serie automatischer Hybridisierstationen 

und das Protokoll von BlueGnome zur 

Abarbeitung von BlueGnome CytoChip 

BAC-Microarrays optimiert. 

Matrix-CGH (Array-based comparative 

genomic hybridization)-Experimente 

bieten eine sehr hohe Auflösung bei der 

Untersuchung von Krankheitsursachen auf 

genetischer Basis. Allerdings benötigen diese 

komplexen experimentellen Protokolle noch 

weitere Optimierung, bevor sie zu klinischen 

Anwendungen eingesetzt werden können, 

bei denen Reproduzierbarkeit und Nachver- 

PGE2 (Prostaglandin E2), einem wichtigen 

Entzündungsbeschleuniger, entweder in Zellüberständen 

oder direkt in Zellen. Der dritte 

Assay ermöglicht die schnelle und präzise 

Messung von Hydrocortison. Das gilt sogar 

für komplexe Proben wie Leber-Mikrosome, 

ganze Zellen und tierisches Serum. 

Wie aus den hohen z’-Faktoren hervorgeht 

wurde die Zuverlässigkeit erhöht und das Signal-Hintergrund-Verhältnis 

in den meisten 

Fällen verbessert. Die Assays profitieren von 

der hohen Flexibilität homogener Fluoreszenzmethoden. 

Es gibt keine Trennung, sie 

sind nicht Bead-basiert, sie sind hochempfindlich 

und lassen sich auf ein 1536er-Format 

miniaturisieren (HTS). 

folgbarkeit Voraussetzung sind. Die Automatisierung 

der Protokolle mit der Tecan HS Pro 

garantiert eine konstant hohe Qualität der 

Ergebnisse eines jedes CytoChips. Die Kombination 

von Tecan HS Pro und CytoChip 

ist bereits in einigen klinischen Laboren in 

Großbritannien im Routineeinsatz. 


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Neue Interessenvertretung 

Die in den USA und Großbritannien sehr 

erfolgreiche „Laboratory Robotics Interest 

Group“ ist jetzt auch in Deutschland mit 

einer eigenständigen Organisation vertreten. 

Ziel der „Europäischen Laborroboter 

Interessengemeinschaft Deutschland e.V.“ 

ist unter anderem die Etablierung einer 

interdisziplinären Diskussionsplattform für 

alle an der Automatisierung im Laborbereich 

interessierten Personen. Angesprochen sind 

nicht nur Anwender im Labor, sondern auch 

F&E-Abteilungen der Hersteller sowie alle 

akademischen Bereiche. Bereits der erste 

Workshop der ELRIG.de im Juni zum Thema 

„Verbrauchsmaterial im Labor“ war ein 

großer Erfolg. 70 Praktiker und Entwickler 

aus vielen Bereichen diskutierten zum Teil 

kontrovers und konnten hierdurch bereits 

einige Probleme direkt lösen. 


Innovative Proteinmarkierung 

Herausragendes Merkmal eines neuartigen 

fluoreszenzmikroskopischen Verfahrens der 

SkinSysTec GmbH ist dessen Fähigkeit, an 

einer Probe eine Vielzahl von Proteinen zu 

markieren und optisch darzustellen. 

Während alternative Methoden maximal fünf 

Proteine simultan erfassen, kann das Verfahren 

von SkinSysTec derzeit bis zu 100 Proteine 

darstellen. Hierbei sollte im Einzelfall 

abgewogen werden, wie viele Informationen 

zur Entscheidungsfindung wirklich wichtig 

sind. Untersuchungen, die bisher zehn bis 

zwanzig Proben und mehrerer tausend Experimente 

bedurften, können nun an einer 

einzigen Probe mit nur einem Arbeitsschritt 

durchgeführt werden. 

Die Abbildung zeigt einen 5µm-Schnitt 

einer an Schuppenflechte erkrankten Hautprobe. 

Diese Probe ist mit 40 verschiedenen 

Antikörpern markiert. Im vorliegenden Bild 

sind acht davon optisch sichtbar gemacht. 

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LABORWELT 

INFOSERVICE 

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+49 (0)30 26 49 21-11 

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Ganz einfach: Kreuzen Sie die gewünschten Kennziffern an, Absender drauf und 

ab ins Fax! Ihre gewünschten Infos kommen umgehend. 

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Name: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Institution: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Anschrift: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Tel./Fax: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Auch im Internet unter www.biocom.de



Neue Systemlösung für die TIRF-Mikroskopie 

Die Total Internal Reflection Fluorescence 

(TIRF)-Mikroskopie ist ein leistungsfähiges 

Werkzeug, um Vorgänge in vitalen Zellen 

funktionell zu untersuchen. Hierbei werden 

Fluorophore über ein durch Totalreflexion 

generiertes, evaneszentes Feld angeregt. 

Das TIRF-Modul von Leica Microsystems 


Neue Smart Analyzer Vision ICP-OES-Softwareversion 

Ab sofort liefert Spectro neu bestellte ICP- 

OES-Geräte SPECTRO CIROS VISION und 

SPECTRO GENESIS mit einer neuen Version 

der Analysesoftware Smart Analyzer Vision 

aus. Bestandskunden haben die Möglichkeit, 

das Software-Update auf CD zu bestellen. 

Die aktuelle Softwareversion wurde um 

viele Funktionen für den unbeaufsichtigten 

Laborbetrieb erweitert und mit einer spektrenbasierenden 

Untergrundkorrektur für 

höchste Meßgenauigkeit ausgerüstet. 

Wichtigster Punkt: Ab sofort lassen sich 

in automatisierten Testreihen beliebig viele 

– bestehend aus dem Leica HXC Plan Apo-Objektiv 

mit einer numerischen Apertur von 1,46 

und dem dreidimensional beweglichen Hochleistungsscanner 

– kann an verschiedene inverse 

Mikroskopsysteme von Leica Microsystems 

adaptiert werden. Der softwaregesteuerte TIRF- 

Scanner findet dabei die Korrelation zwischen 

Eindringtiefe des evaneszenten Feldes und 

den korrespondierenden TIRF-Winkeln automatisch. 

Angepaßt an die individuellen Anforderungen 

stehen im Widefield-Bereich das 

vollautomatisierte Forschungsmikroskop Leica 

DMI6000 B, das halbautomatisierte DMI4000 

B und die multidimensionale Fluoreszenzworkstation 

Leica AF6000 LX zur Auswahl. 

Alternativ bietet Leica zwei Konfokalsysteme: 

Das Einsteigersystem Leica TCS SPE sowie das 

High-End-System TCS SP5. 


Fed-batch-Fermentation in geschüttelten Bioreaktoren 

Die neue FeedBead ® -Technologie der AC 

Biotec GmbH beruht auf einem polymerbasierten 

Freisetzungssystem für Glucose. 

In eine Silikonmatrix eingebettete Glucose 

wird nach einer definierten Kinetik in das 

Kulturmedium freigesetzt. Diese Technik 

ermöglicht die Prozeßführung von Kultivierungen 

im Zulaufverfahren auch in kleinen, 

vielfach parallelen Bioreaktoren. 

Durch den Einsatz der FeedBead ® -Technik 

sind präzise substratgesteuerte Fed-batch- 

Fermentationen in Kleinbioreaktoren vom 

Schüttelkolben bis in die Mikrotiterplatte 

möglich. Damit entspricht die Kultivierung im 

Screening hinsichtlich der prinzipiellen Prozeßführung 

bereits dem späteren Produktions- 

Methoden verknüpfen. Gleichzeitig wurde 

die Software mit einer ereignisgesteuerten 

Kontrollogik ausgestattet. Ebenso werden 

die Prozesse festgelegt, die im Falle von 

Fehlern sowie am Beginn und am Ende der 

Meßreihe abzuarbeiten sind. Ist die Logik einmal 

definiert, muß der Anwender nur noch 

beliebig viele Proben in die Liste eintragen 

oder kopieren. 

Als zweite Neuerung im Bereich der 

Automatisierung wurde die Software um 

zusätzliche Treiber für Probenwechsler von 

Drittherstellern ergänzt. 

verfahren. Durch die verlängerte Wachtsums- 

und Produktionsphase wird auch ein deutlich 

verbessertes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis in 

der Stammdiskriminierung erzielt. 


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Schneller Pipettenspüler 

Hölzels neuer Pipettenspüler ist eine technische 

Weiterentwicklung des Models MPS. Er 

bietet zwei Reinigungs-, Spül- und Trockenprogramme. 

Programm 1 arbeitet als Standardreinigung 

bei einer Temperatur von 70° C. 

Programm 2 dient der Intensivreinigung bei 

einer Temperatur von 95° C, gefolgt von drei 

Spülgängen. Bei beiden Programmen findet 

der letzte Spülgang mit heißem VE-Wasser 

statt, um letzte Spuren aus den Pipetten und 

dem Reinigungsmittel sicher zu entfernen. 

Ein kompletter Spülzyklus dauert in diesem 

Fall 3 Stunden und 50 Minuten. Die 

Pipettenmenge pro Durchlauf reicht von 200 

Meßpipetten á 0,1 ml bis zu 75 Meßpipetten 

á 10 ml oder 10 Vollpipetten á 100 ml. 


Integrierte Anlage für 

Stammzellforschung und IVF 

Clean Modules Ltd. hat eine zukunftsweisende 

und in dieser Form weltweit einmalige 

Anlage errichtet. Spezialtechnik für die 

Stammzellforschung wurde dabei erstmals 

in einer Abteilung für in vitro-Befruchtung 

(IVF) implementiert. 

Der Komplex besteht aus Klasse-„B“-Reinraumlaboren 

und Klasse-„C“-Operationssälen 

(EU-GMP) und garantiert optimale Arbeitsabläufe 

durch anwenderfreundliche Anordnung. 

Die Arbeiten fanden auf 270 m 2 Fläche innerhalb 

des Royal Hallamshire Hospitals und der 

Universität Sheffield statt. Da der Zeitrahmen 

mit nur 16 Wochen sehr knapp war, stellte dieses 

Projekt für Clean Modules eine besondere 

Herausforderung dar. Der Auftrag umfaßte 

die Planung, das Projektmanagement, die 

Durchführung der Bauarbeiten und eine umfassende 

Validierung bezüglich Installations-, 

Funktions- und Prozeßqualität. 

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Impressum 

LABORWELT (ISSN 1611-0854) 

erscheint zweimonatlich im Verlag der 

BIOCOM AG 

Stralsunder Str. 58-59 

D- 13355 Berlin 

Tel./Fax: 030/264921-0 / 030/264921-11 

eMail: laborwelt@biocom.de 

Internet: www.biocom.de 

Redaktion: 

Dipl.-Biol. Thomas Gabrielczyk 

Tel.: 030/264921-50 

Anzeigenleitung: 

Oliver Schnell 

Tel.: 030/264921-45, 

eMail: o.schnell@biocom.de 

Leserservice: 

Angelika Werner 

Tel. 030/264921-40 

Bildtechnik und Layout: 

Heiko Fritz 

Graphik-Design: 

Michaela Reblin 

Druck 

Mayer & Söhne, D- 86551 Aichach 

Mitglieder der DECHEMA-Fachsektion 

Biotechnologie, der Österreichischen 

Gesellschaft für Biotechnologie ÖGBT, der 

Gesellschaft für Genetik GfG, der Deutschen 

Gesellschaft für Proteomforschung DGPF, 

des Verbandes Deutscher Biologen 

vdbiol, der Deutschen Gesellschaft für 

Neurogenetik DGNG, der Gesellschaft für 

Signaltransduktion STS, des Vereins zur 

Förderung der Nutrigenomforschung, der 

Biotechnologischen Studenteninitiative e.V. 

(btS) sowie die Wissenschaftler des Nationalen 

Genomforschungsnetzes NGFN erhalten die 

Zeitschrift im Rahmen ihrer Mitgliedschaft. 

Für einen regelmäßigen Bezug von 

LABORWELT ist eine kostenlose Registrierung 

unter www.biocom.de oder per Fax (siehe 

Seite 53) erforderlich. 

Namentlich gekennzeichnete Beiträge stehen 

in der inhaltlichen Verantwortung der Autoren. 

Alle Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. 

Ohne schriftliche Genehmigung der BIOCOM AG 

darf kein Teil in irgendeiner Form reproduziert 

oder mit elektronischen Systemen verarbeitet, 

vervielfältigt oder verbreitet werden. 

© BIOCOM AG, Berlin 

® BIOCOM ist eine geschützte Marke der 

BIOCOM AG, Berlin 

BIOCOM ® AG 

S E R V I C E 

08.-11.10.06: 45. Tutzing-Symposium 

„Organokatalyse“, Tutzing 

Info: Andrea Köhl, DECHEMA e.V. 

(Tel./Fax: +49-69-7564-235/-441, 

Web: http://events.dechema.de/tusy45.html) 

09.-11.10.06: BioStar 2006 – Sciences in 

Exchange, Stuttgart 

Info: Priscilla Herrmann, Universität Tübingen 

(eMail: paheerrma@med.uni-tuebingen.de, 

Web: www.biostar-congress.de) 

09.-10.10.06: 4 th Birlinghoven Symposium 

„Text Mining Life Sciences“, St. Augustin 

Info: Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches 

Rechnen SCAI (Web: http://www.scai.fraunhofer. 

de/textmining2006.0.html) 

10.-12.10.06: Focused Compound Libraries 2006, 

Wiesbaden 

Info: Jessica Wagener, IQPC Gesellschaft für Management 

Konferenzen mbH (Tel./Fax: +49-30-209-133-75/-13240, 

+49-30-209-13240, eMail: jessica.wagener@iqpc.de, 

Web: www.iqpc.de) 

10.10.06: Molecular Pathology as a Key Tool for 

Research in Targeted Therapies and Molecular 

Diagnostics, Berlin 

Info: Dr. Christina Schröder, RZPD, Berlin 

(Tel.: +49-30-326-39-194, Web: ww.rzpd.de) 

10.-11.10.06: Biopolymere aus Getreidemehl 

für die papierverarbeitende und -veredelnde 

Industrie, Rostock 

Info: Katrin Petersen, BioCon Valley GmbH 

(Tel.: +49-38209-490-091, 

eMail: kp@bcv.org, Web: www.bcv.org) 

11.-14.10.06: International Conference on Proteomics 

– Bridging the Tap Between Gene Expression 

and Biological Function, Kirchberg (LU) 

Info: Gabriel Lippmann, CRP, Belvaux 

(eMail: proteomics@lippmann.lu, 

Web: http://proteomlux2006.lippmann.lu) 

11.-12.10.06: biorefinica 2006, Osnabrück 

Info: Carla Tusche, Deutsche Bundesstiftung Umwelt 

(Fax: +49-541-9633-990, Web: www.biorefinica.de) 

12.10.06: Scanning Probe Microscopy in 

Life Sciences, Berlin 

Info: Zsuzsa Konczos, JPK Instruments AG 

(Tel.: +49-30-5331-120-70, eMail: konczos@jpk.com, 

Web: www.spm-workshop.jpk.com) 

12.-14.10.06: Biology of Yeasts and Filamentous 

Fungi, Frankfurt am Main 

Info: Prof. Dr. Karl-Dieter Entian, Institut für Molekulare 

Biowissenschaften, Universität Frankfurt am Main 

(Tel.: +49-6-798-2951, eMail: sec-entian@em.uni-frankfurt. 

de, Web: web.uni-frankfurt.de/fb15/mikro/kongr.html) 

12.10.06: Biotec meets Optics III, Hannover 

Info: Ann Haselroth, PhotonicNet GmbH 

(Tel.: +49-511-277-1642, eMail: haselroth@photonicnet.de, 

Web: www.photonicnet.de) 

15.-18.10.06: SPICA 2006 – International Symposium 

on Preparative and Industrial Chromatography 

and Allied Techniques, Innsbruck (A) 

Info: Heike Geiling, DECHEMA Frankfurt/M. 

(Tel./Fax: +49-69-7564-280/-176, 

eMail: geiling@dechema.de, 

Web: www.dechema.de/spica2006) 

15.-18.10.06: Genomics vor Health, Wien 

Info: Alexandra Fuchs, Programmbüro GEN-AU, Wien 

(Tel.: +43-1-53120-6312, 

eMail: alexandra.fuchs@mbwk.gv.at, Web: www.gen-au.at) 

17.-20.10.06: ISPPP 2006 Innsbruck (A) 

Info: Claudia Martz, DECHEMA Frankfurt/M. 

(Tel./Fax: +49-69-7564-129/-176, eMail: martz@dechema.de, 

Web: www.dechema.de/isppp2006) 

17.10.06: Einführung in die Mikrobiologie, Essen 

Info: Sule Ramzi, Haus der Technik e.V., Essen 

(Tel.:/Fax +49-201-1803-345/-346, 

eMail: information@hdt-essen.de, Web: www.hdt-essen.de) 

18.10.06: Mikrosystemtechnik in den 

Life Sciences, Darmstadt 

Info: (Web: www.mst-rhein-main.de) 

19.-20.10.06: 9. Waldner-Fachsymposium – 

Wirtschaftliches Betreiben von Laborgebäuden, Isny 

Info: Birgit Burger, Waldner Laboreinrichtungen GmbH 

(Tel.: +49-7522-986-285, eMail: birgit.burger@waldner.de, 

Web: www.waldner.de) 

22.-24.10.06: Fraunhofer Life Science Symposium 

2006, Leipzig 

Info: Fraunhofer Institut für Zelltherapie und Immunologie 

(Tel./Fax: +49-341-401-1936, eMail: info@fs-leizig.com, 

Web: www.izi.fraunhofer.de) 

23.-25.10.06: Medizintechnik 2010: 

Das Zukunftspotential der 

Schlüsseltechnologien, Aachen 

Info: VDE Konferenz-Service (Fax: +49-69-96-31-52-13, 

Web: www.vde.com/kongress2006) 

24.10.06: Forum Biotechnologie 

Baden-Württemberg, Stuttgart 

Info: BioPro Baden-Württemberg GmbH 

(Tel.: +49-711-907-15-200, 

eMail: info@bio-pro.de, Web: www.bio-pro.de) 

25.-27.10.06: International Food & Health 

Innovation Conference – IFHIC 2006, Malmö (SE) 

Info: Skane Food Innovation Network, Lund 

(Tel.: +46-40-2585-50, eMail: info@ifhic.com, 

Web: www.ifhic.com) 

25.10.06: Nachwachsende Rohstoffe – Potential 

für Energie und Chemie, Trostberg 

Info: Bayern Innovativ GmbH 

(Tel.: +49-911-20671-0, eMail: info@bayern-innovativ.de, 

Web: www.bayern-innovativ.de) 

26.10.06: Schutz durch gute Patente – Schutz 

vor schlechten Patenten, Frankfurt am Main 

Info: DECHEMA e.V. (Tel.: +49-69-7564-253/202, 

eMail: kudla@dechema.de, Web: http://kwi.dechema.de) 

30.10.06: Die molekularen Biowissenschaften in 

den Medien, Hofgeismar 

Info: Dr. Georg Hofmeister, Ev. Akademie Hofgeismar 

(Tel.: +49-5671-9991-0, eMail: ev.akademie. 

hofgeismar@ekkw.de, Web: www.akademie-hofgeismar.de) 

01.11.06: Umgang mit biologischen Arbeitsstoffen 

in Labor und Produktion, Hamburg 

Info: Veronika Schulte, TuTech Innovation GmbH 

(Tel./Fax: +49-40-76629-6346/-49, 

eMail: lifesciences@tutech.de, Web: www.tutech.de/qz) 

03.-04.11.06: Genes, Brain/Mind and Behaviour, 

Heidelberg 

Info: EMBL Heidelberg (Web: www.embl.org.) 

03.-04.11.06: 1. Kongreß der Deutschen Gesellschaft 

für Stammzellforschung, Köln 

Info: Deutsche Gesellschaft für Stammzellforschung e.V. 

(Tel.: +49-221-989-57-15, 

Web: stammzellforschung.com/kongress2006) 

07.-10.11.06: Journées Internationales de 

Biologie, Paris (F) 

Info: Aurélia Lassalle, Reed Expositions France 

(eMail: aurelia.lassale@reedexpo.fr, Web: www.jib-sdbio.fr) 

08.-09.11.06: Forum Laborbau 2006, Münster 

Info: Dr. Nicole Maas-Szabowski, Klinkner & Partner GmbH 

(eMail: nicole.maas-szabowski@klinkner.de, 

Web: http://www.klinkner.de/content/view/574/300/) 

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8-9-10 November 2006 

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