MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt B
Funktionelle und Strukturelle Genomforschung
“MouseExpress”: In silico Analyse der Expressionsprofile
von Mausmutanten
(BMBF-finanziert)
In Zusammenarbeit mit der GSF in München wurden zwei
Microarrays mit Genen der Maus etabliert. Einmal wurden
48.000 cDNA-Klone amplifiziert, die in silico als nicht-redundant
ausgewählt wurden. Parallel dazu wurde ein sequenzverifizierter
Satz von 20.000 Genfragmenten der Firma LION
bioscience amplifiziert und auf Glas-Objektträger aufgebracht.
Die molekulare Ähnlichkeit zwischen Mensch und
Maus hinsichtlich Genomstruktur, Stoffwechsel, Physiologie
und Entwicklungsmechanismen macht die Maus zum wichtigsten
Modell für Studien von Vererbungskrankheiten im
Menschen. Zur Integration der vorliegenden genomischen
(Sequenz-) Information und biologischer und biomedizinischer
Forschung wird ein systematischer Ansatz zur Identifizierung
von Genfunktionen durchgeführt. Mausmutanten
aus dem “ENU Mutagenesis Screen” der GSF werden innerhalb
des Projekts auf Änderungen der Genexpression hin
untersucht.
Funktionelle Analysen in Drosophila melanogaster
(BMBF-finanziert)
Für das Modellsystem Drosophila wurden die molekularen
Werkzeuge geschaffen, um in weiterführenden Arbeiten
ganz-genomische Aspekte zu bearbeiten. Dazu wurde zusammen
mit dem ZMBH ein Microarray für alle Gene der
Fliege entwickelt, der den konkurrierenden amerikanischen
Systemen in der Abdeckung überlegen ist nun von internationalen
Konsortien als Grundlage für weitergehende Studien
definiert wurde. Parallel dazu wurde in Zusammenarbeit
mit der Harvard University ein globaler Satz an siRNA
Molekülen erstellt, so dass alle Gene von Drosophila gezielt
inaktiviert werden können. In Zusammenarbeit mit der University
of Berkeley wurde aus allen 320.000 DNA-Fragmenten,
die zur Sequenzierung des Genoms genutzt wurden,
ein Minimalsatz gewonnen. Dieser wird zur Zeit in Kollaboration
mit dem EMBL und der University of Oregon genutzt,
um einen genomischen Microarray herzustellen. Mit diesen
Werkzeugen wird in mehreren Kollaboration an der Analyse
von Tumormodellen in Drosophila gearbeitet.
Untersuchung komplexer Veränderungen des
Expressionsmusters in Saccharomyces cerevisiae.
(EU-finanziert)
Mit den PCR-Produkten aller etwa 6.200 Gene von S. cerevisiae
wurden Untersuchungen zu transkriptionellen Änderungen
in der Hefe angestellt. Ein Schwerpunkt dabei waren
Untersuchungen auf Schädigungen der Zellwand.
Transkriptionelle Studien an mikrobiellen Systemen.
(finanziert durch BMBF und DFG)
Neben unserer Teilnahme an der Kartierung und Sequenzierung
ganzer Genome verschiedener Organismen wurden
DNA-Microarrays für vier mikrobielle Organismen etabliert.
Dabei wurden hauptsächlich genomische Fragmente genutzt,
die aufgrund der hohen Gendichte gleichzeitig eine
gute Repräsentation der Gene darstellen, doch gleichzeitig
auch Untersuchungen anderer (regulativer) Sequenzbereiche
erlauben. So wurde beispielsweise in Kollaboration
mit dem ZMBH ein Microarray mit mehr als 20.000 PCR-
Produkten des Erregers der Schlafkrankheit Trypanosoma
brucei erstellt. Durch transkriptionelle Untersuchungen werden
beispielsweise verschiedene Infektionsschritte bzw. Entwicklungsstufen
des Erregers analysiert.
Abteilung B070
Funktionelle Genomanalyse
Proteomics
Obwohl mit der zweidimensionalen Gelelektrophorse seit
Jahren eine wichtige Methode zur Analyse aller Proteine
eines Organismus oder eines Gewebes existiert, besteht
nichtsdestotrotz eine große Nachfrage nach Verfahren, die
es erlauben, die Gesamtheit der Proteinmoleküle (‚Proteom‘)
in ähnlich einfacher und gleichzeitg umfassender Weise
zu untersuchen, wie dies mittlerweile für DNA und RNA
der Fall ist. Antikörper-Microarrays sind eine der Möglichkeiten
in diese Richtung.
Antikörper Microarrays
(BMBF-finanziert)
Antikörper Microarrays haben ein großes Potential für
funktionale Analysen der zellulären Aktivität und Regulation
wie zum Nachweis von Veränderungen in der Protein
Expression und Protein-Protein Interaktion. Zu diesem
Zweck entwickelten wir Verfahren, die eine Anbindung
der Antikörper an verschiedene Oberflächen erlauben,
ohne ihre Aktivität zu beeinflussen. Gleichzeitig wird die
Bindung der Epitope selbst bei der Analyse komplexer
Proteingemische nicht durch die Oberfläche beeinflusst.
Erstellung eines Expressionsprofils in Krebsgeweben
(BMBF-finanziert)
Aufbauend auf den transkriptionellen Untersuchungen wurden
Antikörper gegen Proteine produziert, die auf RNA-
Ebene signifikante Unterschiede zwischen Normal- und
Krebsgewebe gezeigt hatten. Mittels dieser und weiterer
Antikörper werden zur Zeit komplexe Proteingemische aus
Tumorzellen verschiedener Gewebe auf ihre Proteinexpression
hin untersucht.
Identifizierung und Isolation hoch-affiner und selektiver
Antikörper
(finanziert durch BMBF und EU)
Ziel dieser Projekte ist die Isolation von Antikörperbibliotheken
- monoklonal wie polyklonal - die für ein von zwei
Geweben oder Proteinextrakten spezifisch sind und damit
zur Isolation der Unterschiede aus den komplexen Molekülpopulationen
genutzt werden können.
Genom Kartierung und Sequenzierung
Für die Sequenzierung ganzer Genome ist das Vorhandensein
von Genomkarten immer noch vorteilhaft, auch wenn
der Großteil der tatsächlichen Sequenzinformation über
“Shotgun”-Sequenzierung gewonnen wird. Zur Assemblierung
in Sequenz-”Contigs” wie zur Überprüfung der Co-
Linearität von Genom und Sequenz sind Klonkarten aber
immer noch unverzichtbar, auch für Institute wie “The Institute
for Genome Research” (TIGR). Dies wird durch die
Zusammenarbeit mit TIGR zur Sequenzierung von Pseudomonas
putida dokumentiert.
Kartierung und Sequenzierung der Chromosomen
2 und 5 von Neurospora crassa
(DFG-finanziert)
In einem internationalen Projektverbund, dessen deutscher
Teil durch die Universität Düsseldorf koordiniert wird, wurde
das gesamte Genom von N. crassa sequenziert. Innerhalb
dieser Analyse generieren wir eine vollständige Karte der
Chromosomen 2 und 5 (zusammen etwa 16 Mb), die anschließend
sequenziert wurden und führten DNA-Microarray
Analysen durch.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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