Wissenschaftlicher Ergebnisbericht - Helmholtz-Zentrum für ...

128
WISSENSCHAFTLICHER ERGEBNISBERICHT | Technologie-Plattformen
03 Genexpressionsanalyse
LEITER | Dr. Robert Geffers | Arbeitsgruppe Genomanalytik | rog@helmholtz-hzi.de
Diese Plattform ist eine zentrale Servicestelle für Wissenschaftler
am HZI sowie für externe Kooperationspartner.
Wir bieten Mikroarraytechnologie für die transkriptionelle
und genomische Analytik mit folgenden Applikationen an:
Genexpression Für die Genexpressionsanalyse bieten wir
Mikroarrays der führenden Anbieter Affymetrix und Agilent
Technologies an. Zudem stellen wir mit einem GeneArrayer
eigene Arrayformate her. Zum überwiegenden Teil kommen
sogenannte „whole genome“ Mikroarrays zum Einsatz. Mit
rund 40.000 Sonden je Mikroarray wird das gesamte murine
oder humane Transkriptom auf einem Array abgebildet.
Moderne Agilent Mikroarrays erlauben bis zu acht separate
Expressionsanalysen auf einem Chip. Das fl exible Probendesign
ermöglicht ohne größeren fi nanziellen Aufwand die
Herstellung sämtlicher Organismen in der gewünschten
Komplexität als Mikroarray. Dabei übernimmt die Plattform
das Design und überwacht den Herstellungsprozess. Genexpressionsanalysen
können auf unterschiedliche „Targets“
zurückgreifen. Häufi g verwendet werden 3´ Expressionsarrays.
Hier werden die Sonden von einer im Transkript 3´
gelegenen Sequenz abgeleitet. Solche Mikroarrays erlauben
die Quantifi zierung der Transkripte, ohne jedoch vorkommende
Splice-Varianten zu erkennen. Auf Exon Arrays
(Affymetrix) sind die Sonden entlang der Exone eines Genes
berechnet, so dass eine quantitative wie auch qualitative
Messung hinsichtlich der Splice-Varianten erfolgen kann.
Auch hier übernehmen wir als Plattform auf Wunsch das
experimentelle Design von Expressionsprojekten und unterstützen
in der bioinformatischen Auswertung der Primärdaten.
microRNA Expression MicroRNAs spielen in der Genregu
lation eine bedeutsame Rolle. Eingebaut in den „RISC“
–Komplex (RNA inducing Silencing Complex) vermitteln
kleine RNA Moleküle den sequenz-abhängigen Abbau von
mRNA bzw. drosseln die Translation der mRNA an den
Ribosomen. Unsere Plattform bietet zu diesem Themenkomplex
murine und humane microRNA- Expressionschips
an, ständig aktualisiert auf die neuesten Releases der
Sanger miRBase. Wir führen ebenfalls sowohl microRNA-
Extraktion als auch die Arrayanalyse durch. Komplettiert
wird unser Angebot durch eine systematische Auswertung
der Ergebnisse im Hinblick auf veränderte microRNA-Expression
und die damit einhergehende regulative Wirkung
auf das Transkriptom.
Tiling-Arrays Tiling-Arrays ermöglichen ein überlappendes
Probendesign entlang bestimmter genomischer Zielsequenzen.
Solche Zielsequenzen im Genom können regulative
DNA-Abschnitte (Promotor, Enhancer) oder epigenetisch
modifi zierte Bereiche (CpG Inseln) sein. In einer vergleichenden
Microarrayanalyse können zwei Fragen beantwortet
werden: Zum Einen ermitteln wir in Promotorbindungsstudien
inwieweit diese Zielsequenzen etwa durch Transkriptionsfaktoren
erkannt werden. Zum Anderen lassen
sich so über den Methylierungsstatus unterschiedliche
epigenetische Veränderung erkennen. Tiling-Arrays können
sich aber auch über das gesamte Genom erstrecken (aCGH:
Array-basierte, vergleichende Genomanalyse). Die vergleichende
Analyse, bspw. eines Tumors gegen Normalgewebe,
kann unter Verwendung dieser Arrays die genetische
Instabilität einer Tumorentität bestimmen. Die Plattform
bietet neben dafür ausgewiesenen Katalogformaten auch
die Konzeption und Überwachung der Herstellung individueller
Tiling-Arrays an. Damit steht je nach Komplexität der
Applikation ein passendes Design zur Verfügung. Und wir
unterstützen bei der Auswertung der Primärdaten.
Im Laufe zahlreicher interner und externer Kooperationen
wurden Analysen zu unterschiedlichen Bereichen entwickelt:
Tumorentwicklung und -typisierung, Pathogen-Wirt-Interaktionen
bei Streptokokken, Pseudomonaden und Mykobakterien
und Immunbiologie.
Agilent arrayCGH: Humane, Maus- und Ratten-Microarrays
können für die Agilent SurePrint Systeme angeboten werden.
Interessenten haben die Wahl zwischen den allgemeinen
Katalog-Arrays oder für den Anwender zugeschnittene aCGH-
Formate. Links: 244k aCGH, rechts: 105 aCGH Grafi k: HZI
Genom-weite Expression: Humane, Maus- und Ratten-Arrays
auf einem Affi metrix GeneChip oder auf Agilent SuerPrint
Systemen Grafi k: HZI