Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Aktuelles

Lehrstuhl für Zell- und Molekularbiologie

 

 

 

Aktuelles

 

  • Diskus-Werfen mit Krebssignalen

     

    Das Signalprotein Wnt spielt eine wichtige Rolle während der Embryonalentwicklung und auch bei der Entstehung von Krankheiten wie Krebs. Bislang war nicht bekannt, wie Wnt von Zelle zu Zelle transportiert wird. Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum und der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg entdeckten nun, dass das Protein auf kleinen Diskus-ähnlichen Scheiben, so genannten Exosomen, verschickt wird. Die Forscher prüfen nun, ob die Wnt-Exosomen eine Bedeutung für die Krebsentstehung haben.

     

    Auf der Ebene der Zellen sprechen Fliege, Frosch und Mensch eine gemeinsame Sprache. Sie kommunizieren mit Signalen wie den „Wnt“ Proteinen. Die Zellen nutzen dieses universelle Verständigungsmittel, um wichtige Informationen weiterzuleiten, etwa über die Grundbaupläne des Körperbaus. Vermittlungsfehler bei der Weitergabe dieser Botschaften haben meist fatale Folgen. Während der Embryonalentwicklung resultieren daraus schwere Missbildungen, im späteren Leben ist Krebs eine häufige Folge fehlerhafter Wnt-Signale.

     


    Aus der Zelle links werden gerade Wnt-Exosomen ausgeschleudert
    (elektronenmikroskopische Aufnahmen) | © Michael Boutros, DKFZ

     

    Zellen empfangen die Wnt-Botschaft über passende Rezeptorproteine auf ihrer Oberfläche. Jedoch war bislang nicht bekannt, wie diese wichtigen Signalproteine transportiert werden. Wnt dirigiert die Ausformung der Körpergestalt, dabei muss es über große Distanzen im Organismus verschickt werden. „Da es sich jedoch um ein wasserabstoßendes Protein handelt, geht das nicht ohne geeignete Verpackung“, erklärt Prof. Dr. Michael Boutros. Seine Abteilung ist sowohl am Deutschen Krebsforschungszentrum als auch an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg angesiedelt.

    Wissenschaftler aus Boutros‘ Team kamen nun den Geheimnissen des Wnt-Transports auf die Spur. Im Inneren der Wnt-abgebenden Zellen formen sich kleine Bläschen aus Zellmembran. Deren Wand wiederum stülpt sich nach innen ein und bildet so genannte Exosomen, winzige Fähren, die das Wnt-Protein enthalten. Diese Fähren werden dann wie ein Diskus aus der Zelle geschleudert und auf die Reise geschickt.

    Allerdings ist der Transport via Exosomen nicht der einzige Weg, das Wnt-Signal zu vermitteln: Unterdrückten die Forscher die Bläschen-Bildung in den Zellen, so kam das Wnt-Signal nicht vollständig zum Erliegen. „Wir vermuten daher, dass die verschiedenen Arten der Signalvermittlung unterschiedliche biologische Funktionen haben. So könnte es für die Zielzelle einen Unterschied machen, ob sie das biologische Signal über einzelne Wnt-Moleküle empfängt oder ob gleich ein ganzes vollbeladenes Exosom ankommt“, vermutet Dr. Julia Gross, eine Autorin der Arbeit.

    Für das Signalprotein Wnt ist eine wichtige Rolle bei der Krebsentstehung beim Menschen nachgewiesen, es wurde sogar in bösartigen Tumoren erstmals entdeckt. Viele Tumorzellen  produzieren zu viel Wnt, das andere Zellen dazu bewegt, sich zu oft zu teilen oder resistent gegen Chemotherapien zu werden. Wnt schaltet wichtige Tumorsuppressor-Proteine aus, die als Wachstumsbremsen wirken. So treibt es das Tumorwachstum an.

    Wissenschaftler entdecken zunehmend die Rolle der Exosomen bei vielen biologischen Vorgängen. So konnten amerikanische Forscher kürzlich beim bösartigen schwarzen Hautkrebs zeigen, dass die Tumorzellen Exosomen voller krebsfördernder Proteine abgeben, die das umgebende Gewebe empfänglich für die Ansiedlung von Tumormetastasen machen. Auch die Wnt-Exosomen könnten bei der Krebsentstehung eine Rolle spielen, vermuten Boutros und seine Mitarbeiter. Außerdem wollen sie prüfen, ob die im Blut einfach nachzuweisenden Wnt-Exosomen als neuer Tumormarker medizinisch genutzt werden können.

    Diese Forschungsarbeiten wurden im Rahmen der DFG-geförderten Forschergruppe 1036 und des Exzellenzcluster CellNetworks an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg und dem Deutschen Krebsforschungszentrum durchgeführt.

     

    Julia Christina Gross, Varun Chaudhary, Kerstin Bartscherer und Michael Boutros: Active Wnt proteins are secreted on exosomes. Nature Cell Biology 2012, DOI: http://dx.doi.org/10.1038/ncb2574

     

    Ein Bild zur Pressemitteilung steht im Internet zur Verfügung unter:

    www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2012/images/Exosomen.jpg

    Legende: Aus der Zelle links werden gerade Wnt-Exosomen ausgeschleudert (elektronenmikroskopische Aufnahmen)

    Quelle: Michael Boutros, DKFZ

     

    » Quelle: Pressemitteilung des DKFZ vom 17.09.2012

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  • RAB8B ist erforderlich für die Aktivität und die caveolare Endozytose von LRP6

     

    Demir, K., Kirsch, N., Beretta, C.A., Erdmann, G., Ingelfinger, D., Moro, E., Argenton, F., Carl, M., Niehrs, C, Boutros, M. (2013). RAB8B is required for activity and caveolar endocytosis of LRP6. Cell Reports 4:1224-34.

     

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    Wnt/β-catenin signaling plays an important role in embryonic development and adult tissue homeostasis. When Wnt ligands bind to the receptor complex, LRP5/6 coreceptors are activated by phosphorylation and concomitantly endocytosed. In vertebrates, Wnt ligands induce caveolin-dependent endocytosis of LRP6 to relay signal downstream, whereas antagonists such as Dickkopf promote clathrin-dependent endocytosis, leading to inhibition. However, little is known about how LRP6 is directed to different internalization mechanisms, and how caveolin-dependent endocytosis is mediated. In an RNAi screen, we identified the Rab GTPase RAB8B as being required for Wnt/β-catenin signaling. RAB8B depletion reduces LRP6 activity, β-catenin accumulation, and induction of Wnt target genes, whereas RAB8B overexpression promotes LRP6 activity and internalization and rescues inhibition of caveolar endocytosis. In Xenopus laevis and Danio rerio, RAB8B morphants show lower Wnt activity during embryonic development. Our results implicate RAB8B as an essential evolutionary conserved component of Wnt/β-catenin signaling through regulation of LRP6 activity and endocytosis.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 11.1

     

    8 August 2013

     

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    This release gives access to a beta version of our NEW screen comparison tool. We'd really appreciate your feedback very early on in the development of this new feature. TEST IT OUT and LET US KNOW what we should add or change and how you'd ideally like to use this functionality!

    We'd also appreciate if you could take just a few minutes to complete our user survey!

     

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    Literatur: Schmidt, E.E., Pelz, O., Buhlmann, S., Kerr, G., Horn, T., Boutros, M. (2013). GenomeRNAi: a database for cell-based and in vivo RNAi phenotypes, 2013 update. Nucleic Acids Research 41(Database issue):D1021-6.

     

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  • Der Wnt/beta-Catenin-Signalweg etabliert neuroanatomische Asymmetrien und deren Lateralität

     

    Hüsken, U., Carl, M. (2013). The Wnt/beta-catenin signaling pathway establishes neuroanatomical asymmetries and their laterality. Mechanisms of Development 130: 330-335.

     

    » Lesen Sie die Kurzbeschreibung der Publikation (auf Englisch)

     

    The vertebrate brain is an immensely complex structure, which exhibits numerous morphological and functional asymmetries. The best described brain asymmetries are found in the diencephalic epithalamus, where the habenulae and the dorso-laterally adjacent pineal complex are lateralized in many species. Research in the past decade has shed light on the establishment of the laterality of these structures as well as their asymmetry per se. In particular work in zebrafish (Danio rerio) has substantially contributed to our understanding, which genetic pathways are involved in these processes. The Wnt/beta-catenin pathway has turned out to play a pivotal role in the regulation of brain laterality and asymmetry and acts reiteratively during embryonic development.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 11.0

     

    12 Juni 2013

     

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    This release features a new data submission functionality: data submitters are provided with their own login space for uploading and viewing their data, and for sharing them with colleagues/reviewers. Frequent hitters can now be filtered by number or percentage of hits. The database contains 145 RNAi screens in human, and 174 screens in drosophila.

     

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    Literatur: Schmidt, E.E., Pelz, O., Buhlmann, S., Kerr, G., Horn, T., Boutros, M. (2013). GenomeRNAi: a database for cell-based and in vivo RNAi phenotypes, 2013 update. Nucleic Acids Research 41(Database issue):D1021-6.

     

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  • Tao steuert die epitheliale Morphogenese durch die Förderung der Endozytose von Fasciclin 2

     

    Gomez, J.M., Wang, Y., Riechmann, V. (2012). Tao controls epithelial morphogenesis by promoting Fasciclin 2 endocytosis. The Journal of Cell Biology 199:1131-43.

     

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    Regulation of epithelial cell shape, for example, changes in relative sizes of apical, basal, and lateral membranes, is a key mechanism driving morphogenesis. However, it is unclear how epithelial cells control the size of their membranes. In the epithelium of the Drosophila melanogaster ovary, cuboidal precursor cells transform into a squamous epithelium through a process that involves lateral membrane shortening coupled to apical membrane extension. In this paper, we report a mutation in the gene Tao, which resulted in the loss of this cuboidal to squamous transition. We show that the inability of Tao mutant cells to shorten their membranes was caused by the accumulation of the cell adhesion molecule Fasciclin 2, the Drosophila N-CAM (neural cell adhesion molecule) homologue. Fasciclin 2 accumulation at the lateral membrane of Tao mutant cells prevented membrane shrinking and thereby inhibited morphogenesis. In wild-type cells, Tao initiated morphogenesis by promoting Fasciclin 2 endocytosis at the lateral membrane. Thus, we identify here a mechanism controlling the morphogenesis of a squamous epithelium.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 10.0

     

    24 Januar 2013

     

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    GenomeRNAi 10.0 is a data release providing newly curated phenotype data: The database now contains 137 RNAi screens in human, and 173 screens in drosophila. We thank Rebecca Saunders for submitting a genome-wide screen on Hippo pathway regulation!

     

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    Literatur: Schmidt, E.E., Pelz, O., Buhlmann, S., Kerr, G., Horn, T., Boutros, M. (2013). GenomeRNAi: a database for cell-based and in vivo RNAi phenotypes, 2013 update. Nucleic Acids Research 41(Database issue):D1021-6.

     

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  • GenomeRNAi: Datenbank für zell-basierte und in vivo RNAi Phänotypen, Update 2013

     

    Schmidt, E.E., Pelz, O., Buhlmann, S., Kerr, G., Horn, T., Boutros, M. (2013). GenomeRNAi: a database for cell-based and in vivo RNAi phenotypes, 2013 update. Nucleic Acids Research 41(Database issue):D1021-6.

     

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    RNA interference (RNAi) represents a powerful method to systematically study loss-of-function phenotypes on a large scale with a wide variety of biological assays, constituting a rich source for the assignment of gene function. The GenomeRNAi database (http://www.genomernai.org) makes available RNAi phenotype data extracted from the literature for human and Drosophila. It also provides RNAi reagent information, along with an assessment as to their efficiency and specificity. This manuscript describes an update of the database previously featured in the NAR Database Issue. The new version has undergone a complete re-design of the user interface, providing an intuitive, flexible framework for additional functionalities. Screen information and gene-reagent-phenotype associations are now available for download. The integration with other resources has been improved by allowing in-links via GenomeRNAi screen IDs, or external gene or reagent identifiers. A distributed annotation system (DAS) server enables the visualization of the phenotypes and reagents in the context of a genome browser. We have added a page listing 'frequent hitters', i.e. genes that show a phenotype in many screens, which might guide on-going RNAi studies. Structured annotation guidelines have been established to facilitate consistent curation, and a submission template for direct submission by data producers is available for download.

     

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  • Haben Sie keine Angst, Ihre Fischanlage zu errichten

     

    McNabb, A., Scott, K., von Ochsenstein, E., Seufert, K., Carl, M. (2012). Don’t be afraid to set up your fish facility. Zebrafish 9:120-5.

     

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    Most young researchers leaving the safe haven of postdoctoral life for the unchartered territory of a PI position are confronted with a multitude of new tasks. For those using fish as their favorite model system, this often includes the daunting task of setting up and running a fish facility. New PIs are expected to know everything about this, and are even asked in job interviews about the precise details of the facility they anticipate using. Consulting other laboratories, talking to experienced facility managers, and sifting through books and web material will certainly help but can be enormously time consuming and at times frustrating. You will likely receive conflicting advice or encounter information that is overcomplicated and out of date. In this report, we summarize our collective experience of five different fish facilities, and outline what we consider to be the essential steps for setting up and running a successful facility. We also include valuable tips and tricks such as an optimized protocol for brine shrimp hatching. Our aim is to help researchers spend less time worrying about the technical aspects of their facility so that they can focus on their main job-research.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 9.0

     

    21 September 2012

     

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    This release features a dynamic genome browser for each gene, displaying gene, reagent and phenotype data via the DAS technology. Further we have added graphs indicating the score distribution and the position of individual scores on the gene details page. HeLa cell morphology images are available for the results reported by Fuchs et al.

     

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    Literatur: Gilsdorf, M., Horn, T., Arziman, Z., Pelz, O., Kiner E., Boutros, M. (2010). GenomeRNAi: a database for cell-based RNAi phenotypes. 2009 Update. Nucleic Acids Research 38:D448-52.

     

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  • Entwicklung des Habenula Schaltkreises: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

     

    Beretta, C.A., Dross, N., Gutierrez-Triana, J.A., Ryu, S., Carl, M. (2012). Habenula circuit development: past, present and future. Frontiers in Neuroscience 6:51.

     

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    The habenular neural circuit is attracting increasing attention from researchers in fields as diverse as neuroscience, medicine, behavior, development, and evolution. Recent studies have revealed that this part of the limbic system in the dorsal diencephalon is involved in reward, addiction, and other behaviors and its impairment is associated with various neurological conditions and diseases. Since the initial description of the dorsal diencephalic conduction system (DDC) with the habenulae in its center at the end of the nineteenth century, increasingly sophisticated techniques have resolved much of its anatomy and have shown that these pathways relay information from different parts of the forebrain to the tegmentum, midbrain, and hindbrain. The first part of this review gives a brief historical overview on how the improving experimental approaches have allowed the stepwise uncovering much of the architecture of the habenula circuit as we know it today. Our brain distributes tasks differentially between left and right and it has become a paradigm that this functional lateralization is a universal feature of vertebrates. Moreover, task dependent differential brain activities have been linked to anatomical differences across the left-right axis in humans. A good way to further explore this fundamental issue will be to study the functional consequences of subtle changes in neural network formation, which requires that we fully understand DDC system development. As the habenular circuit is evolutionarily highly conserved, researchers have the option to perform such difficult experiments in more experimentally amenable vertebrate systems. Indeed, research in the last decade has shown that the zebrafish is well suited for the study of DDC system development and the phenomenon of functional lateralization. We will critically discuss the advantages of the zebrafish model, available techniques, and others that are needed to fully understand habenular circuit development.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 8.0

     

    27 Juni 2012

     

    Diese Version der GenomeRNAi Datenbank (V8.0) enthält phänotypische Beschreibungen von 127 RNAi Screens in Homo sapiens und 164 Screens in Drosophila melanogaster (davon 50 in vivo Screens). Bereits vor der Entwicklung der neuen Annotationsstandards bestehende Screening-Daten werden fortlaufend aktualisiert.

    Neue Features sind eine "Frequent Hitters"-Seite und ein DAS-Server: die "Frequent Hitters"-Seite zeigt Gene an, die häufig einen Phänotyp aufweisen, während der DAS-Server Visualisierung von den in GenomeRNAi enthaltenen Phänotypen und Reagenzien in Genom-Browsern ermöglicht.

    Weiterhin haben Sie die Möglichkeit, Ihre eigenen Daten bei GenomeRNAi einzureichen: eine Excel-Vorlage mit Anweisungen leitet Sie durch die Annotation.

     

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    Literatur: Gilsdorf, M., Horn, T., Arziman, Z., Pelz, O., Kiner E., Boutros, M. (2010). GenomeRNAi: a database for cell-based RNAi phenotypes. 2009 Update. Nucleic Acids Research 38:D448-52.

     

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  • ERC Advanced Grant für Michael Boutros

     

    "Zwei ERC-Grants gehen ins Deutsche Krebsforschungszentrum"

     

    Gleich zwei Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) erhalten einen der prestigeträchtigen ERC Advanced Grants des Europäischen Forschungsrates. Ausgezeichnet wurde ein Projekt von Prof. Michael Boutros, der erstmals das Zusammenspiel aller Gene in den Zellen eines höheren Organismus darstellen will. Prof. Bruno Kyewski erhält die ERC-Förderung, um zu untersuchen, wie Immunzellen Toleranz gegen körpereigene Strukturen erlernen.

    Der 2007 eingerichtete Europäische Forschungsrat fördert die grundlagenorientierte Forschung, um visionäre Projekte voranzutreiben und neue interdisziplinäre Wissensgebiete zu erschließen. Für herausragende, bereits etablierte Forscher schreibt der Rat jährlich die „ERC Advanced Grants“ aus, über deren Vergabe in einem hoch kompetitiven Verfahren entschieden wird. „Es ist ein großartiger Erfolg für das Deutsche Krebsforschungszentrum, dass bei der diesjährigen Ausschreibungsrunde zwei unserer Wissenschaftler ausgewählt wurden“, sagt Prof. Dr. Otmar D. Wiestler, der Vorstandsvorsitzende des DKFZ.

     


    Prof. Dr. Michael Boutros | © dkfz.de

     

    Einer der beiden Ausgezeichneten ist der Molekularbiologe Prof. Dr. Michael Boutros, dessen Abteilung sowohl im Deutschen Krebsforschungszentrum als auch an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg angesiedelt ist. Boutros will in dem vom ERC geförderten Projekt erstmalig eine genetische Interaktionskarte erstellen, um die Wechselwirkungen zwischen Genen grundlegend zu verstehen.

    Ob bestimmte Genmutationen oder Genvarianten bei der Krankheitsentstehung eine Rolle spielen, ist häufig schwer nachzuweisen: Verschiedene Gene können sich in ihrer Wirkung gegenseitig verstärken, abschwächen oder sogar ganz neutralisieren. Daher hängt die Auswirkung einzelner Erbgutvarianten oft davon ab, ob auch andere Gene betroffen sind. Michael Boutros und Kollegen entwickelten eine Methode, um diese Kombinationseffekte aufzudecken. Mit der so genannten RNA-Interferenz schalteten sie Gene einzeln und in allen paarweisen Kombinationen aus. Indem die Forscher systematisch alle Wechselwirkungen zwischen wichtigen Genen katalogisieren, erhalten sie für jedes Gen eine detaillierte Liste von Interaktionspartnern, ähnlich einer Freundesliste in einem Facebook-Profil. Wenn Nutzer von Facebook die gleichen Freunde haben, kann man davon ausgehen, dass sie sich kennen – auch dann, wenn sie selbst nicht “Facebook-Freunde” sind. Übertragen auf die Situation im Erbgut kann man durch den Vergleich ihrer Interaktionsprofile vorhersagen, welche Gene eine gemeinsame Funktion ausüben.

    An Krebszellen und an Zellen der Fliege Drosophila wollen die Forscher diese Wechselwirkungen im gesamten Erbgut erfassen. Dabei interessieren sie sich besonders für das Zusammenspiel von Genen, die an zellulären Signalwegen beteiligt sind, denn die fehlerhafte Übertragung von Wachstumssignalen spielt eine wesentliche Rolle bei der Krebsentstehung. Der ERC fördert das Vorhaben über fünf Jahre mit rund 2,5 Millionen Euro.

    Michael Boutros studierte Biologie und Biochemie in Aachen, Witten/Herdecke und New York. Anschließend forschte er am EMBL, an der Harvard Medical School und seit 2003 im Deutschen Krebsforschungszentrum, wo er die Abteilung Signalwege und funktionelle Genomik leitet.

     


    Prof. Dr. Bruno Kyewski | © dkfz.de

     

    Der Immunologe Prof. Dr. Bruno Kyewski untersucht die grundlegende Eigenschaft des Immunsystems, die Fähigkeit, zwischen Fremd und Selbst zu unterscheiden. Ist diese Fähigkeit gestört, kommt es zu den so genannten Autoimmunerkrankungen. Die Toleranz gegenüber körpereigenen Proteinen erlernen die T-Zellen des Immunsystems in der Thymusdrüse. Einen zentralen Aspekt der Toleranzentstehung konnte Kyewski in den letzten Jahren aufklären: Körperzellen bilden normalerweise nur solche Proteine, die sie für ihre jeweiligen Aufgaben brauchen. Die Zellen des Thymusepithels jedoch, so fand Kyewski heraus, bilden zusätzlich eine Vielzahl an Eiweißen, die sie selbst nicht benötigen und von denen man bislang annahm, dass sie ausschließlich in anderen Körperzellen gebildet werden. Mit diesem molekularen Trick kann das Thymusepithel den Immunzellen ein enormes Spektrum an körpereigenen Proteinen präsentieren.

    Bereits bei vier Autoimmunerkrankungen zeigten Kyewski und Kollegen, dass die Toleranzentwicklung gestört ist, wenn ein bestimmtes Körpereiweiß im Thymus nicht ausreichend präsentiert wird. Den ERC-Grant von 2 Millionen Euro über fünf Jahre erhält der Immunologe, um diese ungewöhnliche Eigenschaft der Thymusepithelzellen genauer zu untersuchen. Er will verstehen, wie die Bildung von gewebefremden Körpereiweißen im Thymus reguliert ist. Mindestens 10 bis 20 Prozent aller Gene des menschlichen Erbguts werden von den Thymusepithelzellen abgelesen und in Proteine übersetzt. Jede einzelne dieser Zellen hat daran aber nur einen Anteil von etwa ein bis drei Prozent. Woher „weiß“ eine Thymusepithelzelle also, für welche Proteine sie verantwortlich ist? Steckt ein bestimmtes Muster dahinter oder ist dies dem Zufall überlassen? Diese Fragen sind auch für die Krebsforschung von großem Interesse, denn auch die Toleranz gegenüber Tumorantigenen erlernen die Immunzellen durch das Thymusepithel.

    Bruno Kyewski studierte Humanmedizin in Bonn und Zürich. Anschließend forschte er am Max-Planck-Institut für Immunbiologie in Freiburg und an der Stanford University, USA. Seit 1984 arbeitet er im Deutschen Krebsforschungszentrum, wo er seit 2004 die Abteilung Entwicklungsimmunologie leitet.

    Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 2.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Ansätze, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Das Zentrum wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

     

    » Quelle: Pressemitteilung des DKFZ vom 06.12.2011

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  • "Vakuum-assistierte Färbung": ein einfaches und effizientes Verfahren für Screening in Drosophila

     

    Berns, N., Woichansky, I., Kraft, N., Hüsken, U., Carl, M., Riechmann, V. (2012). “Vacuum-assisted staining”: a simple and efficient method for screening in Drosophila. Development Genes and Evolution 222:113-118.

     

    » Lesen Sie die Kurzbeschreibung der Publikation (auf Englisch)

     

    The constantly growing number of genetic tools rapidly increases possibilities for various screens in different model organisms and calls for new methods facilitating screen performance. In particular, screening procedures involving fixation and staining of samples are difficult to perform at a genome-wide scale. The time-consuming task to generate these samples makes such screens less attractive. Here, we describe the use of multi-well filter plates for high throughput labellings of different Drosophila organs and zebrafish embryos. Our inexpensive vacuum-assisted staining protocol minimises the risk of sample loss, reduces the amount of staining reagents and drastically decreases labour and repetitive work. The simple handling of the system and the commercial availability of its components makes this method easily applicable to every laboratory.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 7.0

     

    30 März 2012

     

    Das GenomeRNAi 7.0 Release enthält neue Phänotyp-Daten: Die Datenbank enthält jetzt 124 RNAi Screens in Homo sapiens und 158 Screens in Drosophila (50 davon in vivo Screens).

     

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    Literatur: Gilsdorf, M., Horn, T., Arziman, Z., Pelz, O., Kiner E., Boutros, M. (2010). GenomeRNAi: a database for cell-based RNAi phenotypes. 2009 Update. Nucleic Acids Research 38:D448-52.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 6.0

     

    12 Januar 2012

     

    Dieses Release enthält neue und aktualisierte Phänotyp-Daten: Die Datenbank enthält jetzt 96 RNAi Screens in Homo sapiens und 150 Screens in Drosophila (50 davon in vivo Screens). Sie können Ensembl, UniProt, FlyBase oder CG-IDs; oder auch GenomeRNAi stabile IDs benutzen, um zu der GenomeRNAi Website zu verlinken. Weiterhin können Sie uns auf Twitter oder Facebook folgen. Und zuletzt noch ein Aufruf – Sie können jetzt auch Ihre eigenen Daten einreichen!

     

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    Literatur: Gilsdorf, M., Horn, T., Arziman, Z., Pelz, O., Kiner E., Boutros, M. (2010). GenomeRNAi: a database for cell-based RNAi phenotypes. 2009 Update. Nucleic Acids Research 38:D448-52.

     

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  • p24 Proteine sind für die Sekretion von Wnt-Liganden erforderlich

     

    Buechling, T., Chaudhary, V., Spirohn, K., Weiss, M., Boutros, M. (2011). p24 proteins are required for secretion of Wnt ligands. EMBO reports 12:1265-72.

     

    » Lesen Sie die Kurzbeschreibung der Publikation (auf Englisch)

     

    During development and disease, the exocytosis of signalling molecules, such as Wnt ligands, is essential to orchestrate cellular programs in multicellular organisms. However, it remains a largely unresolved question whether signalling molecules follow specialized transport routes through the exocytic pathway. Here we identify several Drosophila p24 proteins that are required for Wnt signalling. We demonstrate that one of these p24 proteins, namely Opossum, shuttles in the early secretory pathway, and that the Drosophila Wnt proteins are retained in the absence of p24 proteins. Our results indicate that Wnt secretion relies on a specialized anterograde secretion route with p24 proteins functioning as conserved cargo receptors.

     

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  • Neues Release von GenomeRNAi Version 5.0

     

    15 Juli 2011

     

    Wir freuen uns, ein neues Release der GenomeRNAi Datenbank ankündigen zu können!

    GenomeRNAi ist eine öffentlich zugängliche Datenbank mit Phänotyp-Daten von RNA-Interferenz (RNAi) Screens in Drosophila melanogaster und Homo sapiens. Die Datenbank verbindet die beobachteten Phänotypen mit Annotationen der Zielgene und Informationen über RNAi-Reagenzien einschließlich ihrer vorhergesagten Qualität und ermöglicht auch Art-übergreifende Suche. Das Release der Version 5.0 bietet neue Daten, neue Funktionalität und ein völlig neues Design, welches einen effizienten und intuitiven Zugriff auf GenomeRNAi ermöglicht.

    Die aktualisierte Datenbank enthält phänotypische Beschreibungen von 82 RNAi Screens in Homo sapiens und 136 Screens in Drosophila melanogaster, davon 33 in vivo Screens. Neu entwickelte Annotationsstandards zum besseren Vergleich zwischen verschiedenen Datensätzen wurden bei den neu hinzugefügten Publikationen angewendet (die existierenden Daten werden momentan anhand dieser Standards aktualisiert). Außerdem ist eine Download-Option zum Herunterladen von Phänotyp-Daten auf der Website verfügbar.

     

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    Literatur: Gilsdorf, M., Horn, T., Arziman, Z., Pelz, O., Kiner E., Boutros, M. (2010). GenomeRNAi: a database for cell-based RNAi phenotypes. 2009 Update. Nucleic Acids Research 38:D448-52.

     

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  • Kartierung von Signalnetzwerken durch Analyse von synthetischen genetischen Interaktionen mittels RNA Interferenz

     

    Horn, T., Sandmann, T., Fischer, B., Axelsson, E., Huber, W., Boutros, M. (2011). Mapping of signaling networks through synthetic genetic interaction analysis by RNAi. Nature Methods 8:341-6.

     

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    The analysis of synthetic genetic interaction networks can reveal how biological systems achieve a high level of complexity with a limited repertoire of components. Studies in yeast and bacteria have taken advantage of collections of deletion strains to construct matrices of quantitative interaction profiles and infer gene function. Yet comparable approaches in higher organisms have been difficult to implement in a robust manner. Here we report a method to identify genetic interactions in tissue culture cells through RNAi. By performing more than 70,000 pairwise perturbations of signaling factors, we identified >600 interactions affecting different quantitative phenotypes of Drosophila melanogaster cells. Computational analysis of this interaction matrix allowed us to reconstruct signaling pathways and identify a conserved regulator of Ras-MAPK signaling. Large-scale genetic interaction mapping by RNAi is a versatile, scalable approach for revealing gene function and the connectivity of cellular networks.

     

     

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  • RNAi-Screen identifiziert USP2 als erforderlicher Faktor für den TNF-α induzierten NF-κB Signalweg

     

    Metzig, M., Nickles, D., Falschlehner, C., Lehmann-Koch, J., Straub, B.K., Roth, W., Boutros, M. (2011). An RNAi screen identifies USP2 as a factor required for TNF-α induced NF-κB signaling. International Journal of Cancer 129(3):607-18.

     

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    Tumor necrosis factor α (TNF-α) signaling pathways play important roles during tumorigenesis and inflammation. Ubiquitin-dependent processes are central to the regulation of TNF-α and nuclear factor κB (NF-κB) signaling. We performed a targeted siRNA screen for Ubiquitin-specific proteases (USP) and identified USP2 as a modulator of TNF-α-induced NF-κB signaling. We showed that USP2 is required for the phosphorylation of IκB, nuclear translocation of NF-κB and expression of NF-κB dependent target genes and IL-8 secretion. Our study also provides evidence for isoform-specific functions of USP2. The immunohistochemical analysis of breast carcinomas revealed that USP2 expression is frequently downregulated. Together our results implicate USP2 as a novel positive regulator of TNF-α-induced NF-κB signaling and show that its expression is altered in tumor cells.

     

     

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  • Alle vier Wnt7 Gene des Zebrafisches sind im sich entwickelnden zentralen Nervensystem exprimiert

     

    Beretta, C.A., Brinkmann, I., Carl, M. (2011). All four zebrafish Wnt7 genes are expressed during early brain development. Gene Expression Patterns 11, 277-284.

     

    Wnt Signalgebung ist an einer Vielzahl von biologischen Prozessen während der Embryonalentwicklung beteiligt. Wnt Liganden sind Glykoproteine, deren Anzahl zwischen fünf in Nematoden und 27 in Fischen liegt.

    Wnt7 Gene sind evolutionär hoch konserviert und können kontextabhängig mindestens drei verschiedene Wnt Signalwege aktivieren. Die Wichtigkeit dieser Gene spiegelt sich an Krankheiten in Menschen wieder, deren Wnt7 Gene funktionsunfähig sind.

    Während das Genom von höheren Vertebraten ein Wnt7a und ein Wnt7b Gen aufweist, berichten wir in dieser Studie darüber, dass Zebrafische je zwei paraloge Gene besitzt. Unsere Analyse weist darauf hin, dass evolutionär entfernt liegende Fischarten wie Medaka oder Fugu ein beziehungsweise zwei seiner Wnt7 Paraloge verloren haben. Desweiteren zeigen wir, dass alle vier Wnt7 Gene des Zebrafisches in den ersten beiden Tagen der Embryonalentwicklung vornehmlich in verschiedenen Bereichen des sich entwickelnden zentralen Nervensystems zu finden sind. Die zeitlich und regional überlappende sowie oftmals komplementäre Expression dieser Gene weist sowohl auf redundante als auch auf unterschiedliche Funktionen während der Neuralentwicklung hin.

     

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    Wnt-signalling is involved in a number of biological processes in the course of embryonic development, cell fate determination, proliferation, stem cell maintenance and oncogenesis. Wnt ligands are secreted glycoproteins and the number of Wnt isoforms varies between five in nematodes and twenty-seven in fish.

    The highly conserved group of Wnt7 genes has been found to signal via at least three Wnt-signalling pathways dependent on the developmental context. These ligands have been identified as important regulators in a number of processes ranging from formation of bones, lungs, kidneys, reproductive organs and placenta to vasculogenesis and synaptogenesis in the brain. The importance of Wnt7 function is underscored by their implication in disease syndromes in man.

    Unlike the single Wnt7a and Wnt7b mammalian genes we find that the zebrafish genome contains two paralogues genes for each Wnt7 ligand. Here we compare these four Wnt7 genes evolutionarily and analyse their expression during the first two days of embryonic development. We find Wnt7 genes mainly expressed in a number of CNS structures at developmental stages at which patterning and neural specification takes place. The timely and spatially overlapping as well as complementary gene expression suggests diverse as well as redundant involvements during brain development.

     

     

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  • Drosophila Ras/MAPK Signale regulieren die angeborene Immunantwort in Immun- und Darm-Stammzellen

     

    Ragab, A., Buechling, T., Gesellchen, V., Spirohn, K., Boettcher, A.L., Boutros, M. (2011). Drosophila Ras/MAPK signalling regulates innate immune responses in immune and intestinal stem cells. EMBO Journal 30:1123-36.

     

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    Immune signalling pathways need to be tightly regulated as overactivation of these pathways can result in chronic inflammatory diseases and cancer. NF-κB signalling and associated innate immune pathways are crucial in the first line of defense against infection in all animals. In a genome-wide RNAi screen for modulators of Drosophila immune deficiency (IMD)/NF-κB signalling, we identified components of the Ras/MAPK pathway as essential for suppression of IMD pathway activity, even in the absence of an immune challenge. Downregulation of Ras/MAPK activity mimics the induction of innate immune responses by microbial patterns. Conversely, ectopic Ras/MAPK pathway activation results in the suppression of Drosophila IMD/NF-κB signalling. Mechanistically, we show that the Ras/MAPK pathway acts by inducing transcription of the IMD pathway inhibitor Pirk/Rudra/PIMS. Finally, in vivo experiments demonstrate a requirement for Ras/MAPK signalling in restricting innate immune responses in haemocytes, fat body and adult intestinal stem cells. Our observations provide an example of a pathway that promotes cell proliferation and has simultaneously been utilized to limit the immune response.

     

     

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  • Wnt/Frizzled Signale erfordern dPRR, das Drosophila Homolog des Prorenin Rezeptors

     

    Buechling, T., Bartscherer, K., Ohkawara, B., Chaudhary, V., Spirohn, K., Niehrs, C., Boutros., M. (2010). Wnt/Frizzled signaling requires dPRR, the Drosophila homolog of the prorenin receptor. Current Biology 20:1263-1268.

     

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    Wnt/Wg signaling pathways are of key importance during development and disease. Canonical and noncanonical Wnt/Frizzled (Fz) pathways share a limited number of signaling components that are part of the membrane proximal signaling complex. In Drosophila, Fz and Dishevelled (Dsh) are the only two components known to be involved in both Wnt/beta-catenin and planar cell polarity (PCP) signaling. PCP signaling is required for the planar polarization of epithelial cells, which occurs, for instance, during hair orientation and gastrulation in vertebrates. Both pathways have been studied intensively in the past years. However, it still remains unresolved whether additional components are required at the receptor complex. Here we identify the Drosophila homolog of the mammalian prorenin receptor (dPRR) as a conserved modulator of canonical Wnt/beta-cat and Fz/PCP signaling. We show that dPRR depletion affects Wg target genes in cultured cells and in vivo. PRR is required for epithelial planar polarity in Drosophila and for convergent extension movements in Xenopus gastrulae. Furthermore, dPRR binds to Fz and Fz2 receptors. In summary, our data suggest that dPRR has an evolutionarily conserved role at the receptor level for activation of canonical and noncanonical Wnt/Fz signaling pathways.

     

     

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  • Schrittweise Polarisation des Drosophila Follikelepithels

     

    Franz, A., Riechmann, V. (2010) Stepwise polarisation of the Drosophila follicular epithelium. Developmental Biology 338:136-147.

     

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    The function of epithelial tissues is dependent on their polarised architecture, and loss of cell polarity is a hallmark of various diseases. Here we analyse cell polarisation in the follicular epithelium of Drosophila, an epithelium that arises by a mesenchymal-epithelial transition. Although many epithelia are formed by mesenchymal precursors, it is unclear how they polarise. Here we show how lateral, apical, and adherens junction proteins act stepwise to establish polarity in the follicular epithelium. Polarisation starts with the formation of adherens junctions, whose positioning is controlled by combined activities of Par-3, beta-catenin, and Discs large. Subsequently, Par-6 and aPKC localise to the apical membrane in a Par-3-dependent manner. Apical membrane specification continues by the accumulation of the Crumbs complex, which is controlled by Par-3, Par-6, and aPKC. Thus, our data elucidate the genetic mechanisms leading to the stepwise polarisation of an epithelium with a mesenchymal origin.

     

     

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  • Keine Entspannung für Krebszellen

     

    Viele Tumorzellen wären aufgrund fehlerhaft verteilter Chromosomen nicht lebensfähig, hätten sie nicht einen besonderen Trick entwickelt. Unter Federführung von Wissenschaftlern aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum untersuchte ein Forscherteam, welche Erbanlagen dem Krebs diese Überlebensstrategie ermöglichen. Dazu schalteten sie systematisch jedes Gen der Krebszellen einzeln mit der RNAi-Technik aus. Die Forscher veröffentlichen nun in der Zeitschrift Science Translational Medicine, dass Krebszellen auf die Spannung bestimmter Proteinfasern angewiesen sind, um sich vermehren zu können. Proteine, die diese Spannung aufrecht erhalten, sind somit vielversprechende Angriffspunkte für neue, zielgerichtete Krebsmedikamente: Werden sie ausgeschaltet, sterben die Krebszellen ab.
    Gemeinsame Pressemitteilung des Deutschen Krebsforschungszentrums und des Universitätsklinikums Heidelberg.

    Für den korrekten Ablauf einer Zellteilung sind die beiden Zentrosomen verantwortlich: An diesen Polkörperchen im Zellplasma setzen Zugfasern aus Proteinen an, die den frisch verdoppelten Chromosomensatz korrekt auf die beiden neu entstehenden Tochterzellen aufteilen. Unter dem Mikroskop betrachtet bilden diese Fasern dabei ein spindelförmiges Gebilde. Krebszellen haben jedoch häufig mehr als zwei Zentrosomen. Das hat zur Folge, dass ihre Zugfasern nicht notwendigerweise die normale – also spindelförmige – Gestalt mit zwei Enden ausbilden, sondern dass sich auch funktionsunfähige, mehrpolige Gebilde entwickeln. Diese missgebildeten Spindeln verteilen die Chromosomen völlig ungleichmäßig auf die Tochterzellen, die dann nicht mehr lebensfähig sind.

    Tumorzellen überleben also nur dann, wenn ihnen trotz überzähliger Zentrosomen eine korrekte Verteilung der Chromosomen gelingt. Dazu haben viele Krebszellen einen Trick entwickelt: Sie bündeln mehrere Zentrosomen zu Aggregaten zusammen. Pro Zelle entstehen zwei Aggregate, zwischen denen sich eine funktionsfähige zweipolige Spindel ausbilden kann. Professor Dr. Alwin Krämer, Leiter einer Klinischen Kooperationseinheit des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und des Universitätsklinikums Heidelberg, erkannte diesen Trick als bislang kaum beachtete Achillesferse, um Krebszellen außer Gefecht zu setzen. Gemeinsam mit Kollegen aus dem DKFZ, dem Universitätsklinikum Heidelberg, der Medizinischen Fakultät Mannheim sowie der Mayo-Klinik in den USA untersuchte er systematisch, welche Gene die Krebszelle in die Lage versetzen, Zentrosomen-Aggregate zu bilden und damit dem Zelltod zu entgehen.

    Dazu schalteten die Forscher mit Unterstützung der Abteilung von Professor Dr. Michael Boutros, DKFZ und Medizinische Fakultät Mannheim, jedes einzelne Gen der Krebszellen aus. Anschließend fahndeten sie unter dem Mikroskop, wo sich mehrpolige, missgebildete Spindeln zeigten. Insgesamt fanden sich 82 Gene, die bei der Bildung von Zentrosomen-Aggregaten eine Rolle spielen. 22 davon nahm das Team genauer unter die Lupe und untersuchte, welche Rolle sie bei der Aggregatbildung spielen. Dabei entdeckten die Wissenschaftler einen zentralen Mechanismus: Damit die Zentrosomen zu Aggregaten gebündelt werden können, müssen die Zugfasern unter Spannung stehen. Nur straff gespannte Zugfasern positionieren die Zentrosomen nahe genug beieinander, dass sich Aggregate bilden können. Für die Spannung sind einen ganze Reihe von Proteinen verantwortlich. Werden deren Gene ausgeschaltet, bilden sich mehrpolige Spindeln, und die Krebszellen sterben ab. Dieser Mechanismus lässt sich möglicherweise für die Entwicklung neuer Krebstherapeutika ausnutzen.

    „Eine solche Therapie würde ganz gezielt den Krebs treffen, da nur Tumorzellen überzählige Zentrosomen haben und deshalb auf den Überlebenstrick der Aggregatbildung angewiesen sind“, erklärt der Studienleiter Alwin Krämer. Im Rahmen der strategischen Allianz des Deutschen Krebsforschungszentrums mit der Firma Bayer-Schering wollen die Forscher um Krämer nun unter den identifizierten Genen nach geeigneten Angriffspunkten für eine zielgerichtete Krebstherapie suchen.

    Blanka Leber, Bettina Maier, Florian Fuchs, Jing Chi, Phillip Riffel, Simon Anderhub, Ludmila Wagner, Anthony D. Ho, Jeffrey L. Salisbury, Michael Boutros und Alwin Krämer: Proteins Required for Centrosome Clustering in Cancer Cells. Science Translational Medicine, 2010, DOI: 10.1126/scitranslmed.3000915

    Ein Bild zur Pressemitteilung steht im Internet zur Verfügung unter:
    www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2010/images/PM_30_Kraemer.jpg

    Bildunterschrift: Mehrpolige, missgebildete Spindel einer Krebszelle
    Bildquelle: Deutsches Krebsforschungszentrum

     


    Mehrpolige, missgebildete Spindel einer Krebszelle

     

    » Quelle: Pressemitteilung des DKFZ vom 28.05.10

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  • Das molekulare Netzwerk der „Todesrezeptoren“ auf dem Prüfstand

     

    Forschungsprojekt zu Apoptose-Signalnetzwerken von der Universität Heidelberg aus koordiniert

    Im Rahmen einer EU-weiten Initiative zur Systembiologie wird von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg das internationale ApoNET Forschungsprojekt koordiniert, das mit modernen Genom-Sequenziermethoden und Computermodellen zu einem besseren Verständnis von Apoptose-Netzwerken in Leberzellen beitragen soll. Das Projekt wird im Rahmen des EraSysBio+ Programms mit 1.7 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Europäischen Kommission gefördert.

    Professor Dr. Michael Boutros, Inhaber des Lehrstuhls für Zell- und Molekularbiologie an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg und Leiter der Abteilung Signalwege und Funktionelle Genomik am Deutschen Krebsforschungszentrum, koordiniert das interdisziplinäre EU-Konsortium ApoNET. Projektpartner sind Professor Dr. Rainer Spang (Universität Regensburg) und Professor Dr. Henning Walczak (Imperial College London, UK).

    Neuartige Krebstherapien sind darauf ausgerichtet, gezielt den Zelltod von Krebszellen herbeizuführen ohne normale Zellen zu zerstören. Einige Krebsarten sind jedoch häufig resistent gegenüber diesen Therapien, weil die Krebszellen den programmierten Zelltod (Apoptose) nicht einleiten können. Die Apoptose ist eine Art Selbstmordprogramm, das die betroffenen Zellen aktiv und streng kontrolliert durchführen. In diesem Prozess spielen die so genannten „Todesrezeptoren“ eine entscheidende Rolle.

    Eine weltweit besonders häufig vorkommende Krebsart ist der Leberzellkrebs. Die Behandlung der Erkrankung scheitert oft an einem blockierten Apoptose-Signalweg. Um effektive Therapien für Leberzellkrebs entwickeln zu können ist es wichtig zu verstehen, wie die Apoptose-Signalnetzwerke in normalen Leberzellen reguliert und in Krebszellen dereguliert sind.

    Das ERASysBio+ Konsortium um Professor Boutros hat sich zum Ziel gesetzt, die Funktion der Signalnetzwerke von „Todesrezeptoren“ bei Leberzellkrebs systematisch zu analysieren. Die interdisziplinären Arbeiten im Konsortium laufen dabei eng mit den Projektpartnern Professor Spang und Professor Walczak zusammen. Das transnationale Projekt zielt darauf ab, das grundlegende biologische System zu verstehen, welches die Signale in normalen gegenüber veränderten Leberzellen steuert, und damit Vorhersagen in dem System möglich zu machen.

    Basierend auf den experimentellen Hochdurchsatz Sequenzierungs-Daten, die die Arbeitsgruppen von Professor Boutros und Professor Walczak erarbeiten, wird die Gruppe um Professor Spang Computer-basierte Modelle generieren, um die kritischen Punkte in der Regulation dieser Signalwege zu finden. Diese statistischen Modelle werden die Wissenschaftler nutzen, um die Aktivitäten dieser Signalwege in Leberzellen zu rekonstruieren und mögliche neue Angriffspunkte für Therapien zu finden.

    Zusätzlich zu neuen Erkenntnissen in der Signalweiterleitung durch „Todesrezeptoren“ in normalen und veränderten Zellen auf der Systemebene erwarten die Wissenschaftler, dass die Studie auch zu neuen Einsichten der prinzipiellen Mechanismen in der Tumorentstehung und der Therapie von resistenten Tumoren führt.

    ERA-NET ERASysBio+
    ERASysBio+ ist ein Programm, das gezielt die Anwendung systembiologischer Forschungsansätze in der Biomedizin von EU-Partnerländern fördert. Ziel ist es, transnationale Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich der aufstrebenden inter-disziplinären Wissenschaft der Systembiologie zu etablieren.
    ERA steht für "European Research Area" und damit für die Koordinierung von Forschungs- oder technologischen Entwicklungstätigkeiten in Europa und auf nationalen Ebenen.

    Kick-Off Meeting der transnationalen Forschungsprojekte ERASysBio+
    am 17. und 18. Mai 2010 in Paris

     


    Fluoreszenz-gefärbte Leberkrebszellen
    [blau: Zellkerne, grün: Zytoskelett (Aktin),
    rot: Zytoskelett an den Verbindungen
    zwischen den Zellen (Färbung mit Phalloidin)]

     

    » Quelle: Pressemitteilung der Medizinischen Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, vom 17.05.10

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  • Hochleistungs-Sequenzierung treibt Forschung voran

     

    Erstes Sequenziergerät der neuesten Generation der Universität Heidelberg

    Wissenschaftler des Lehrstuhls für Zell- und Molekularbiologie an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg werden ab sofort in ihrer Forschung durch modernste Sequenzierungstechnik unterstützt. Die Mitarbeiter des im Herbst 2008 neu gegründeten Lehrstuhls beschäftigen sich unter der Leitung des Lehrstuhlinhabers Professor Dr. Michael Boutros mit der Analyse von Signalprozessen, die während der Entstehung von Krankheiten und auch bei der Entwicklung eines Organismus eine wichtige Rolle spielen.

    Der Hochleistungs-Sequenzierer der neuesten Generation (SOLiD, Applied Biosystems/Life Technologies) ist das erste Gerät dieser Art an der Universität Heidelberg. Er ermöglicht die Entschlüsselung des Erbguts (Genom) in wenigen Tagen und wird von den Wissenschaftlern beispielsweise dafür eingesetzt, im menschlichen Genom krankheitsauslösende Mutationen ausfindig zu machen.

    Die Wissenschaftler des Mannheimer Lehrstuhls beschäftigen sich insbesondere mit der zellulären Übertragung von Informationen und deren Fehlleitung bei Krankheiten. Fortwährend erhalten Zellen aus ihrer Umgebung Reize, die ihr Verhalten bestimmen. In der Zelle lösen diese Reize Signale aus, die über so genannte Signalkaskaden in das Innere der Zelle weitergeleitet werden. Im Zellinneren löst das Signal eine Reaktion aus, wie beispielsweise die Teilung oder Differenzierung der Zelle. Die zelluläre Signalübertragung ist von entscheidender Bedeutung bei der Entstehung von Krebs, bei der Regulation von Stammzellen und vielen weiteren Prozessen. Die Wissenschaftler am Lehrstuhl für Zell- und Molekularbiologie verwenden moderne genomische und bioinformatische Ansätze, um neue Signalfaktoren zu identifizieren und deren Funktion aufzuklären. Auf der Basis der neuen Sequenzierungstechnologie werden sie außerdem neue, spezifische Methoden für Ihre Forschungsansätze entwickeln.

    Ein wichtiger wissenschaftlicher Ansatz, Krankheiten zu verstehen und neue therapeutische Angriffspunkte zu finden liegt darin, die zelluläre Signalübertragung im normalen und erkrankten Gewebe zu vergleichen. Die Signale, die eine Zelle erhält, hinterlassen Spuren - auch Signaturen genannt - die sich mittels RNA-Sequenzierung erfassen lassen. Die Wissenschaftler nutzen die Hochleistungs-Sequenzierung um zu untersuchen, wie sich die Signaturen in Zellen durch die erhaltenen Signale ändern.

    Der SOLiD Hochleistungs-Sequenzierer wurde als von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördertes Gerät angeschafft. Er gehört zu den wichtigsten Sequenzier-Systemen auf dem derzeitigen Markt. Die damit entwickelten neuen Methoden werden als „Next Generation Sequencing“ (NGS) bezeichnet. Forscher weltweit setzen NGS-Technologien ein, um das Erbgut auf Fehler zu untersuchen.

     


    Der SOLiD Hochleistungs-Sequenzierer
    am Lehrstuhl für Zell- und Molekularbiologie

     

    » Quelle: Pressemitteilung der Medizinischen Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, vom 24.03.10

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  • Beschreibung unserer Forschung im Jahresbericht 2008 der Helmholtz Gemeinschaft

 

 

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Letzte Änderung: 15.05.2014