Research Report 2010 - MDC

That barrier is now falling thanks to methods such asSILAC, a specialty of the laboratory of new group leaderMatthias Selbach. His lab is intensively collaboratingwith several others, including that of NikolausRajewsky, who has modified the method to investigatethe role of various types of small, noncoding RNAs in arange of developmental and cellular processes.Another example of transcending barriers is thesearch for multiple genes that contribute to complexhealth problems such as cardiovascular disease,Alzheimer’s, and many types of cancer. For many yearsit has been clear that some forms of these diseaseshave a genetic component, but the patterns by whichthey are inherited are obscure. Identifying the genesthat are responsible will likely require a huge effortinvolving many laboratories and clinics, very largegroups of patients and their families, new animalmodels, and sophisticated computer algorithms. TheMDC will play an active role in the establishment of ahuge national cohort organized by the HelmholtzAssociation in Germany, with the participation ofhundreds of thousands of randomly selected subjectsfrom all over the country, in a major project involvingHelmholtz partners such as the DKFZ, the HelmholtzCenter for Health and the Environment (HMGU) inMünich, the Helmholtz Center for Infectious Diseases(HZI) in Braunschweig, the German Center forNeurodegenerative Diseases (DZNE) in Bonn, andother national partner institutes. Regionally, the MDCwill cooperate with the Charité-Universitätsmedizinin Berlin, the German Institute for NutritionalResearch (DIfE) in Potstdam and the Robert KochInstitute (RKI) in the center of Berlin to recruitpatients from three regions within Berlin-Brandenburg: on the Charité Benjamin Franklin campusin the southwest, on the Charité Campus in thecity center, and on the Berlin-Buch campus in thenortheast. Locally, a total of 40,000 patients will berecruited. These people and the rest of the cohort willbe systematically studied and the results will providea basis for epidemiological research into the causes ofdiabetes, cardiovascular diseases, neurodegenerativediseases and cancer.Yet even prior to the establishment of this importantresource, our groups have made significant progressVerfahren, welche die Lebenswissenschaften insgesamtnachhaltig beeinflussen. Die Hochdurchsatzverfahren,die in kurzer Zeit eine riesige Menge an Daten liefern,die ein Jahrzehnt zuvor nicht vorstellbar waren, eröffnennicht nur ungeahnte Möglichkeiten, sondern stellendie Wissenschaftler auch vor neue Herausforderungen.Sie erlauben die komplette Bestandsaufnahmeeiner Zelle, Organ, Organismus zu einem bestimmtenZeitpunkt auf Genom-, Transkriptom-, Proteom- undMetabolomebene. Mit Hilfe eines umfangreichen ausgeklügeltenDatenmanagements und -analyse und derEntwicklung mathematischer Modelle können wirzukünftig eine Gesamtschau komplexer Prozesse erhalten,wie Embryonalentwicklung oder die Entstehungkomplexer Krankheiten. Ein wichtiger Baustein istdabei weiterhin die Aufklärung der Funktion einzelnerProteine in verschiedenen Zelltypen. Hochdurchsatzverfahrenerlauben auch hier jetzt eine Übersicht der Auswirkungenauf das Gesamtsystem – eine Möglichkeit,die der Molekularbiologie bisher weitgehend verschlossenwar. Ein wichtiger Beitrag ist die Weiterentwicklungder sogenannten SILAC-Methode durch unseren in2007 hinzu gekommenen NachwuchsgruppenleiterMatthias Selbach. Seine Gruppe kooperiert z.B. intensivmit Nikolaus Rajewsky. Die Anwendnung des weiterentwickeltenVerfahrens im Rahmen eines gemeinsamenProjektes hat entscheidend zum Verständnis derFunktion verschiedener Typen kleiner nicht kodierenderRNS-Moleküle beigetragen.Seit vielen Jahren ist es klar, dass die meisten Krankheitenkomplexe genetische und umweltbedingte Ursachenhaben. Daher wird die Helmholtz-Gemeinschaftgemeinsam mit Universitäten und außeruniversitärenForschungseinrichtungen in den nächsten Jahren einegroße nationale Kohorte aufbauen. Nach einer dreijährigenPlanungs- und Pilotphase sollen 200.000 Studienteilnehmeraus verschiedenen Regionen Deutschlandsrekrutiert, medizinisch untersucht und systematischweiter beobachtet werden. Die gewonnenenDaten dienen als Basis für zukünftige epidemiologischeUntersuchungen zu den Ursachen von Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerativen Erkrankungenund Krebs. Das MDC wird an der Rekrutierungder Großkohorte von 200.000 Probanden aktiv teilnehmen.Dies ist ein wichtiges Kooperationsprojekt mit denanderen Gesundheitszentren innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft, dem Deutschen Krebsforschungszen-X Director's introduction