MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt B
Funktionelle und Strukturelle Genomforschung
Abb.1: Nachweis der Bindung unmarkierter DNA. (a) PNA Oligomere
wurden mit einer Mischung fluoreszenz-markierter DNA-
Moleküle (rechts) oder der ensprechenden, unmarkierten DNA
hybridisiert (links). Im zweiten Fall erfolgte der Nachweis über
Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS). (b) Eine Verdünnungsreihe
zweier PNA-Oligomere wurde mit einem unmarkierten
Olignukleotid hybridisiert, das nur zur rechten Sonde komplementär
war. Die Signalintensitäten repräsentieren eine Falschfarben-
- darstellung der Menge an Phosphat (PO ) an der jeweiligen
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Stelle.
Genotypisierung
SNP Genotypisierung
Die Typisierung von Einzelbasenaustauschen (‚Single Nucleotide
Polymorphisms‘; SNPs) für Studien im Bereich molekulare
Epidemiologiie werden in Zusammenarbeit mit der
Abteilung Klinische Epidemiologie (Alexandra Nieters and
Nikolaus Becker) durchgeführt. Es wurde ein Microarray
für die Analyse von SNPs etabliert, die mit dem Auftreten
von Lymphknotenkrebs assoziiert sind. In einer ersten Projektphase
werden für etwa 600 Patienten und 600 Kontrollpersonen
die epidemiologischen Daten mit der molekularen
Information bei etwa 100 SNPs verglichen.
Typisierung menschlicher Papillomaviren
In Zusammenarbeit mit der Abteilung Charakterisierung von
Tumourviren (Prof. Ethel de Villiers) wurde ein DNA-Chip
entwickelt, mit dem alle bekannten Typen des menschlichen
Papillomavirus charakterisiert werden können, von denen
einige für die Ausbildung von Gebärmutterhals-Krebs
verantwortlich sind. Damit läßt sich einfach feststellen, mit
welchen Virentypen eine Frau infiziert ist.
Abb.2: Bestimmung von Gemischen menschlicher Papillomaviren
(HPV). Deutlich sind die Unterschiede in den Signalintensitäten
zwischen solchen Molekülen zu sehen, die vorhandenen sind
bzw. nicht im Gemisch vorliegen.
Abteilung B070
Funktionelle Genomanalyse
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
Epigenetische Analysen
(BMBF und DFG finanziert)
In gemeinsamen Projekten mit der Firma Epigenomics, der
GBF in Braunschweig und der neu etablierten Arbeitsgruppe
Epigenetik (Dr. Frank Lyko) untersuchen wir den epigenetischen
Zustand - sprich Änderungen im Methylierungszustand
- bestimmter genomischer Bereiche. Veränderungen
in den genomischen DNA-Methylierungsmustern stellen
eines der frühesten und häufigsten Ereignisse in der Krebsentstehung
dar. Die epigenetischen Daten werden zusammen
mit verfügbaren klinischen Daten und den Ergebnissen
genom-weiter Transkriptionsanalysen ausgewertet. Unsere
Ergebnisse erlauben fundamentale Einblicke in die Rolle der
DNA-Methylierung während der Tumorentstehung und bilden
die Grundlage für eine epigenetische Tumorklassifikation.
Ganz-genomische Untersuchungen von Transkriptionsänderungen
Ziel der Studien ist der gleichzeitige Nachweis der Transkriptmengen
aller Gene eines Organismus. Für alle Gene werden
repräsentative PCR-Produkte in einem geordneten Raster
auf Microarrays aufgebracht. Auf diese DNA-Chips wird mit
Gesamt-RNA hybridisiert, und der Grad der Transkription
der individuellen Gene durch eine Detektion der Signalintensitäten
an jeder Position des Rasters bestimmt. Gleichzeitig
zur experimentellen Durchführung wurden in Kollaboration
mit der Abteilung Theoretische Bioinformatik von Martin
Vingron Algorithmen und Datenbanken zur Auswertung
solcher Datensätze entwickelt.
Transkriptionelle Studien an Krebsgeweben
(finanziert durch BMBF, EU, Deutsche Krebshilfe und
Firmenkollaborationen)
In verschiedenen Projekten wurden eine Reihe von krebsspezifischen
wie auch ein globaler Microarray mit Fragmenten
solcher Genen entwickelt und angewandt, die in verschiedenen
Krebsformen ein differenzielles Transkriptionsverhalten
anzeigen. In Zusammenarbeit mit den Firmen
Merck, Hoffmann la Roche und einer Reihe von klinischen
Partnern wurden transkriptionelle Unterschiede zwischen
Normal- und Krebsgewebe untersucht. Ziel ist die Entwicklung
von Systemen zur Frühdiagnose, Krankheitsprognose
und zur begleitenden Analyse des Behandlungserfolgs. Dies
wurde speziell für Formen des Bauchspeicheldrüsenkrebs
erfolgreich durchgeführt und wird in preklinischen Studien
bereits angewandt. Auch wurden potentielle Zielgene identifiziert,
die von den Firmenpartner z.Z. hinsichtlich möglicher
Therapieansätze weiter untersucht werden.
Abb.3: Transkriptionelle Untersuchung von RNA aus Pankreastumor
(rot markiert) und Gewebe mit chronischer Pankreatitis (grün
markiert). Gene mit gleicher Aktivität zeigen die Mischfarbe Gelb.