www.archive-de-2013.com » DE » L » LABORWELT

Choose link from "Titles, links and description words view":

Or switch to "Titles and links view".

    Archived pages: 775 . Archive date: 2013-12.

  • Title: Der virtuelle Patient - Laborwelt
    Descriptive info: .. Laborwelt.. Aktuelles.. Nachrichten.. Neuigkeiten aus dem Labor und der Welt.. Presseschau.. Unterhaltsame Lesetipps zum Stöbern im Netz.. Journalclub.. Lesenswerte Fachartikel aus aller Welt im Überblick.. Bild der Woche.. Faszinierende Einblicke in die Life Sciences.. Firmen im Fokus.. Die wichtigsten Player, ihre Strategien und Geschäfte im Labormarkt.. SpezialThemen.. Biotechnica.. Expertenmeinungen und Fachbeiträge zum Spezial Biotechnica.. Zellbasiertes Screening.. Expertenmeinungen und Fachbeiträge zum Spezial Zellbasiertes Screening.. Bio- und Pharmaanalytik.. Expertenmeinungen und Fachbeiträge zum Spezial Bio- und Pharmaanalytik.. Personalisierte Medizin.. Expertenmeinungen und Fachbeiträge zum Spezial Personalisierte Medizin.. Stammzellen.. Expertenmeinungen und Fachbeiträge zum Spezial Stammzellen.. Bioinformatik.. Expertenmeinungen und Fachbeiträge zum Spezial Bioinformatik.. Videos.. Kreidezeit.. TV-Glossar: Begriffe aus der Biotechnologie kurz und knapp erklärt.. biotechnologie.. tv.. Kurzweiliges Wissensmagazin von biotechnologie.. de.. Marktplatz.. Präsentationen innovativer Firmen und aktueller Produkte.. Fundstücke.. Mal was anderes - sehenswerte Videos aus dem Netz gefischt.. Events.. Veranstaltungs- und Konferenzvideos aus den Life Sciences.. Menschen.. Porträts.. Persönliche und spannende Porträts von Wissenschaftlern.. Lesewelt.. Interessante Buchempfehlungen aus der Welt der Wissenschaftsliteratur.. Blogs.. Hier gibt's einen Einblick in die Welt der Wissenschaftsblogger.. Blogranking.. Ranking der am häufigsten geklickten Wissenschaftsblogs.. biotec-finder.. NEU.. Service.. Produktwelt.. Übersicht von neuen Produkten für die Erleichterung des Laboralltags.. Stellenangebote.. Topaktuelle Stellenanzeigen aus den Bereichen Biotechnologie und Forschung.. Veranstaltungskalender.. Aktuelle Veranstaltungen und Konferenzen zum Thema Life Sciences.. Partnerverbände.. Mitglieder unserer Partnerverbände erhalten die gedruckte Ausgabe der LABORWELT.. Suchen.. Kontakt.. RSS.. Werbung.. BIOCOM AG.. LABORWELT.. Startseite.. Der virtuelle Patient.. Thema:.. Blitzlicht.. Der virtuelle Patient - neue Wege in der Krebsforschung.. Die mathematische Modellierung kann wesentlich zu einem besseren Verständnis biologischer Systeme beitragen.. Sie bietet die Möglichkeit, Vorhersagen über das Verhalten des Systems zu machen und mögliche Effekte von Störungen, wie Mutationen oder Medikamentenwirkungen, zu testen.. Dies ermöglicht neue Wege in der Aufstellung von Hypothesen, der Planung von Experimenten, aber auch in der Optimierung von Therapien.. Krankheiten wie Krebs, die durch umfangreiche Störungen im komplexen regulatorischen zellulären Netzwerk entstehen, könnten somit in Zukunft auf Basis von durch Hochdurchsatz-Sequenzierverfahren personalisierten Modellen besser verstanden werden.. Schließlich bietet dies die Möglichkeit einer individualisierten Medizin.. Vergrößern.. In silico-Prognose von Medikamentenwirkungen.. Darstellung von Tumoren zweier Lungenkrebspatienten.. Das Computermodell sagt ein Ansprechen des Tumors von Patient 1 und eine Immunität des Tumors von Patient 2 gegenüber Cetuximab voraus, wie anhand von CMYC, einem Marker für Proliferation, zu sehen ist.. Computermodellgestützte Medizin der Zukunft.. Auf Basis patientenspezifischer Genom- und Transkriptomdaten werden individualisierte Computermodelle erstellt.. An diesen virtuellen Patienten können in silico Medikamente getestet und somit Therapien patientenspezifisch optimiert werden.. Für die Aufrechterhaltung mehrzelliger Organismen ist eine strenge Kontrolle von Zellwachstum und -teilung, Differenzierung und kontrolliertem Zelltod (Apoptose) essentiell.. Dies erfordert ein koordiniertes Zusammenspiel insbesondere auf zellulärer Ebene.. Kommt es hier bei einzelnen Zellen zu massiven Veränderungen in der Kontrolle und Regulation, können entartete Zellen entstehen, die sich ungehemmt vermehren, ausbreiten und letztendlich zur Entstehung von Krebs führen können.. Modellierung von Krebs.. Die molekularbiologische Untersuchung der zellulären Regulation und Kommunikation ist Gegenstand langjähriger Forschung.. Mittlerweile haben wir bereits ein sehr umfassendes Bild vieler zellulärer Signaltransduktionswege und der zu Grunde liegenden regulatorischen Prozesse.. Diese bilden ein sehr komplexes Netzwerk auf molekularer Ebene.. Die mathematische Modellierung dieser komplexen Netzwerke bietet eine Möglichkeit, diese Systeme besser zu verstehen.. Im Laufe der letzten Jahre hat sich hierfür die Systembiologie als ein Forschungszweig in der Biologie etabliert.. Eine sehr bewährte Herangehensweise für die mathematische Modellierung biologischer Systeme ist die Beschreibung in Form von Differentialgleichungssystemen.. Diese können anschließend genutzt werden, um quantitative Simulationen durchzuführen und das Verhalten der Modelle zu studieren.. Wichtig hierbei ist eine stetige Verfeinerung und Optimierung der Modelle auf Basis neuer Daten und Ergebnisse aus Validierungsuntersuchungen.. Die Erstellung mathematischer Modelle benötigt eine Vielzahl an Informationen zur Struktur der molekularen Netzwerke, den Kinetiken und kinetischen Parametern der einzelnen Reaktionen sowie den Konzentrationen und Mengen der beteiligten Moleküle.. Viele dieser Informationen sind mittlerweile in umfassenden Datenbanken integriert und stehen somit für die Erstellung von Modellen zur Verfügung (Tab.. 1).. Geeignete Programme, wie das Modellierungs- und Simulationssystem PyBioS1,2, ermöglichen dann die Integration der Informationen über Signalwege und die Durchführung von in silico-Experimenten.. Am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik haben wir auf Basis der von Hanahan und Weinberg3 formulierten Eigenschaften von Krebs ein mathematisches Modell krebsrelevanter Signaltransduktionswege entwickelt.. Es integriert unter anderem wesentliche Eigenschaften wie Proliferation, Apoptose und Angiogenese, die bei Krebs dereguliert sind (Tab.. 2).. Dieses Modell bietet die Möglichkeit, geeignete Ansatzpunkte für neue Medikamente zu identifizieren oder auf  ...   Zukunftskonzepte im Rahmen der EU-Flagship-Initiative, weiter verbessert, auf weitere Krankheiten übertragen und in die klinische Routine gebracht werden (Abb.. Literatur.. [1] Wierling C, Herwig R, and Lehrach H (2007) Briefings in Functional Genomics and Proteomics 6(3):240-251.. [2] Klipp E, Liebermeister W, Wierling C, et al.. (2009) Systems Biology – A Textbook, Wiley VCH, Weinheim.. [3] Hanahan D and Weinberg RA (2011).. Cell 144: 2646-674.. [4] Bollag G, Hirth P, Tsai J, et al.. (2010).. Nature 467:596–599.. [5] Vogelstein B and Kinzler KW (2004) Nat Med 10:789–799.. [6] Manolopoulos VG, Dechairo B, Huriez A, et al.. (2011).. Pharmacogenomics 12(5):597-610.. Korrespondenzadresse.. Dr.. Alexander Kühn.. Christoph Wierling.. Max-Planck-Institut für molekulare Genetik.. kuehn_a@molgen.. mpg.. wierling@molgen.. de.. Infos.. Alexander Kühn und Christoph Wierling.. Max-Planck-Institur für molekulare Genetik.. Berlin.. Schlagworte.. Krebsforschung, Mathematische Modellierung, personalisierte Medizin, Krebstherapie,.. Drucken.. Versenden.. Twitter.. Facebook.. Mehr zum Spezial.. Synbio & Systembiologie.. mehr.. Artifizieller Aptamer-Schalter.. BIO-IT.. Synthetische genetische Schalter in medizinischen Anwendungen.. Hefe - Eine universelle chemische Mikrofabrik.. Magazin zum Thema.. Heft 6/2011.. 2007-2013 BIOCOM.. http://www.. laborwelt.. de/spezialthemen/synbio-systembiologie/der-virtuelle-patient.. html.. Alle Themen.. Biotechnica.. Nr.. 4 / 2013.. Zellbasiertes Screening.. 3 / 2013.. Bio- und Pharmaanalytik.. 2 / 2013.. Personalisierte Medizin.. 1 / 2013.. Journal Club.. Biosensor überwacht Arzneikonzentration im Blut.. Science Transl.. Medicine,.. 27.. November 2013.. Universeller Malariakiller gefunden.. Nature,.. Darmbakterien helfen bei Krebstherapie.. Science,.. 22.. Drei Faktoren bestimmen Herz-Kreislauf-Erkrankungen.. The Lancet,.. Kalender.. Alle Events.. Moskau (RU).. 9.. Dezember 2013.. Zdravookhraneniye 2013.. Braunschweig.. 11.. 2nd Thünen Symposium on Soil Metagenomics.. Nürnberg.. 12.. technology@venture 2013.. Stockholm.. 13.. 2nd International Conference on Environment, Chemistry and Biology (ICECB 2013).. Aachen.. Januar 2014.. Marine Bioenergy – Blue Ocean for Future Bio-based Economy (TMBF-Seminar).. 23.. Unsaturated and Saturated Cyclic Ether Biofuels: An Experimental and Modelling Laminar Flame Structure Study (TMBF-Seminar).. München.. 29.. ScieCon München 2014.. 7.. Februar 2014.. 7th Berlin Conference on IP in Life Sciences – Big data – big drugs.. Sankt Augustin.. 10.. Scientific Data Manager (Weiterbildungskurs).. Fuel specific Cobustion Analysis of Alternative Fuels – Advantages and Challenges for Renewable Energy Sources (TMBF-Seminar).. Frankfurt am Main.. 18.. 5.. LaborForum.. Freising.. 24.. Grundlagen der Fermentation (Seminar).. Munich (GER).. 25.. Cell Culture World Congress.. Amsterdam (NL).. 4.. März 2014.. World Bio Markets 2014.. Heidelberg (GER).. Visualizing Biological Data – VIZBI 2014.. Berlin (GER).. Lab-on-a-Chip European Congress.. Karlsruhe.. Hochschulkurs Emulgiertechnik.. Darmstadt.. Biologicals – Automatisierung in Forschung und Entwicklung.. Cologne (GER).. Green Polymer Chemistry 2014.. Essen.. 19.. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Humangenetik.. Köln (GER).. 20.. PerMediCon 2014.. Krems (AT).. 26.. BioNanoMed 2014.. Warsaw (PL).. PreHypertension & Cardio Metabolic Syndrome – PreHT 2014.. Montpellier (F).. 31.. ALGNCHEM 2014 – Algae, new resources for Industry?.. 1.. April 2014.. Analytica 2014.. 2.. 3rd BioProScale Symposium – Inhomogeneities in large-scale bioreactors: System biology and process dynamics.. jobvector career day.. Zurich (CH).. 8.. Swiss Biotech Day 2014.. Hamburg.. Deutsche Biotechnologietage 2014.. Geneva (CH).. Human Genome Meeting 2014.. Heidelberg.. Mai 2014.. New Model Systems for Linking Evolution and Ecology.. 6.. BioVaria 2014.. Linz (A).. EuroMedtech 2014.. ECRD 2014 - The European Conference on Rare Diseases & Orphan Products.. Barcelona (E).. 24th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ECCMID).. London (UK).. BioTrinity 2014 - European Biopartnering and Investment Conference.. European Lab Automation ELA 2014.. Lecce (IT).. 15.. European Biotechnology Congress 2014.. 21.. BioEquity Europe.. Malmö (S).. REGATEC 2014 - 1st International Conference on Renewable Energy Gas Technology.. CFO-Gipfel der Biotechnologie-Branche.. Milan (I).. European Human Genetics Conference 2014.. Tampere (FI).. Juni 2014.. Euromit 2014 – International Meeting on Mitochondrial Pathology.. San Diego (USA).. BIO 2014.. Valencia (E).. 5th World congress on Biotechnology.. Juli 2014.. Abschlussprämierung Science4Life Venture Cup 2014.. Paris (F).. 30.. August 2014.. FEBS-EMBO 2014 Conference.. Hamburg (GER).. 7th International Congress on Biocatalysis.. Prague (CZ).. September 2014.. The International Microscopy Congress 2014.. Vilnius (LT).. Life Sciences Baltics.. Garmisch-Partenkirchen (GER).. 14th International Conference on Plasma Surface Engineering.. Santiago de Compostela (ES).. BioSpain 2014.. Zürich (CH).. Oktober 2014.. 14th Biotech in Europe Investor Forum.. Bochum.. ScieCon NRW 2014.. Bad Nauheim.. 14th International Paul-Ehrlich-Seminar - Allergen Products for Diagnosis and Therapy: Regulation and Science.. Frankfurt am Main (GER).. 3.. November 2014.. BIO-Europe 2014.. Nizza (F).. 17.. EuroPLX 56 – European Pharma License Exchange.. Düsseldorf.. Deutsches Eigenkapitalforum 2014.. Dezember 2014.. 3rd Conference on Carbon Dioxide as Feedstock for Chemistry and Polymers.. PLCD-Herbsttagung 2014.. Partner-Events.. Bogota (CO).. Dez.. 09.. BIOLATAM 2013.. Potsdam.. Kennzahlen im Qualitätsmanagement.. Themen.. Impressum.. Biocom AG.. Unsere Portale:..

    Original link path: /spezialthemen/synbio-systembiologie/der-virtuelle-patient.html
    Open archive

  • Title: Synthetische genetische Schalter in medizinischen Anwendungen - Laborwelt
    Descriptive info: Synthetische genetische Schalter in medizinischen Anwendungen.. Synthetische Regelkreise.. Das Ziel der Synthetischen Biologie ist der rationale Entwurf und die Konstruktion von biologischen Verfahren und Systemen mit gewünschten Eigenschaften.. Die Basis hierfür ist eine ständig wachsende Anzahl von gut charakterisierten Biomolekülen, die modular zu den gewünschten Systemen zusammengesetzt werden können.. In diesem Übersichtsartikel soll dargestellt werden, wie einzelne biologische Komponenten zu genetischen Schaltern und Regelkreisen in tierischen Zellen kombiniert werden können, um damit neue Anwendungen in der medizinischen Forschung zu eröffnen.. Im zweiten Teil wird dargestellt, wie die genetischen Schalter aus der Synthetischen Biologie in die Materialwissenschaften übertragen werden können, um dort neuartige Biomaterialien für zukünftige biomedizinische Anwendungen zu synthetisieren.. Konstruktion und Anwendung synthetischer biologischer Schalter.. (A) Repressions-gesteuerter Schalter zur Kontrolle der Genexpression.. Die Bindung des Tetrazyklin-Repressors TetR an seine DNA Operatorsequenz (tetO) reprimiert die Expression des Zielgens ZG (rotes Kreuz).. Nach Zugabe von Tetrazyklin (rote Raute) löst sich TetR von tetO und der konstitutive Promotor (Pconst) wird de-reprimiert (grüner Pfeil).. (B) Aktivierungs-gesteuerter Schalter zur Kontrolle der Genexpression.. Der Tetrazyklin-Repressor TetR wird an eine Aktivierungsdomaine A fusioniert.. Die Bindung dieses chimären Transkriptionsfaktors an den Operator tetO führt zur Aktivierung des Minimalpromoters Pmin und zur Induktion der Genexpression.. Durch Zugabe von Tetrazyklin wird die TetR-tetO-Interaktion gehemmt, und die Genexpression wird ausgeschaltet.. Genetischer Schalter zur Entdeckung von pharmazeutischen Wirkstoffen.. Analog zu dem Tetrazyklin-abhängigen genetischen Schalter (Abb.. 1B) wurde der Repressor EthR aus Mycobacterium tuberculosis sowie die dazugehörige Operatorsequenz OEthR verwendet, um die Expression des Zielgens sekretierte alkalische Phosphatase (SEAP) zu kontrollieren.. Dieses System kann verwendet werden, um in einer chemischen Bibliothek Substanzen zu identifizieren, die in der Lage sind, EthR von OEthR abzulösen, was durch eine erniedrigte SEAP-Expression angezeigt wird.. Gleichzeitig können bei dieser Suche Substanzen ausgeschlossen werden, die zytotoxisch sind oder die nicht in der Lage sind, in Zellen einzudringen.. Regelkreis zur Kontrolle der Harnsäure-Homöostase bei der Gicht-Erkrankung.. Analog zu dem Tetrazyklin-abhängigen Kontrollsystem (Abb.. 1A) wurde basierend auf dem HucR-Repressor und seinem oktameren Operator hucO8 ein Harnsäure-induzierbarer genetischer Schalter implementiert.. Der Harnsäure-sensitive Repressor HucR wird als Fusionsprotein mit dem transkriptionellen Silencer KRAB exprimiert.. Dieser chimäre Transkriptionsfaktor kann an seine Operatorsequenz (hucO8) binden und die Expression der Harnsäureoxidase (UOX) reprimieren.. Bei erhöhter Harnsäurekonzentration im Medium steigt die intrazelluläre Harnsäurekonzentration, die durch das Transportprotein URAT1 vermittelt wird (grüner Pfeil).. Mit steigender intrazellulärer Harnsäurekonzentration sinkt die Affinität von HucR zu hucO8, und die Uratoxidase wird exprimiert (Schema rechts oben) wodurch eine Absenkung der Harnsäurekonzentration erfolgt.. Sobald physiologische Konzentrationen dieses Metaboliten erreicht werden, bindet HucR-KRAB wieder an hucO8 woraufhin die Neuproduktion der Harnsäureoxidase wieder reprimiert wird.. Somit stellt dieses Netzwerk einen Regelkreis zur autonomen Kontrolle der Harnsäurekonzentration dar.. Konstruktion eines Tetrazyklin-sensitiven Hydrogels zur induzierbaren Freisetzung eines Zielproteins.. Das Hydrogel besteht aus linearem Polyacrylamid das entweder mit dem Tetrazyklinrepressor TetR oder seiner Operatorsequenz tetO funktionalisiert wurde.. Durch die spezifische Affinität zueinander vernetzen TetR und tetO die Polymerstränge zu einem Hydrogel, das durch die anschließende Zugabe von Tetrazyklin dosisabhängig wieder aufgelöst werden kann.. Dieses induzierbare Auflösen kann dazu verwendet werden, um ein therapeutisches Zielprotein auf Kommando aus diesem Hydrogel-Depot freizusetzen.. Netzwerke in tierischen Zellen sind molekulare Schalter, die es ermöglichen, die Aktivität eines Gens über einen externen Stimulus zu steuern.. Ein prominentes Beispiel eines solchen Schalters ist das sogenannte TET-System, mit dem einzelne Gene über die Gabe des Antibiotikums Tetrazyklin an- oder abgeschaltet werden können.. Das TET-System basiert auf dem Tetrazyklin-Repressor TetR sowie seiner spezifischen Operator-Binde-Sequenz tetO.. In Gegenwart steigender Tetrazyklin-Konzentrationen wird diese Protein-DNA-Interaktion dosisabhängig geschwächt.. Solche Liganden-abhängigen Protein-DNA-Paare können verwendet werden, um die Genexpression in tierischen Zellen durch verschiedene Prinzipien zu steuern: In einer Repressions-basierten Konfiguration verhindert die Bindung des Repressors an seinen Operator die Aktivität eines konstitutiven Promoters (Abb.. 1A), wogegen die Zugabe des externen Stimulus die Protein-DNA-Bindung aufhebt und somit die Genexpression wiederhergestellt wird.. In der  ...   Konzentrationen der individuellen Wirkstoffe keinen abtötenden Effekt zeigten.. Ein genetischer Regler zur Kontrolle der Harnsäurekonzentration bei Gicht.. Etwa 1,4% der westlichen Bevölkerung leidet an Gicht, welche durch eine zu hohe Konzentration an Harnsäure im Blutserum verursacht wird.. Die daraus resultierende Kristallisation von Harnsäure in Gelenken führt zu schmerzvollen Entzündungsreaktionen und Gewebeschäden.. Auf der anderen Seite jedoch stellt Harnsäure einen effizienten Schutz gegen reaktive Sauerstoffradikale dar.. In einer kürzlich erschienenen Studie wurde ein genetischer Regelkreis entwickelt, der zum Abbau erhöhter Harnsäurekonzentrationen führt, jedoch physiologische Harnsäurekonzentrationen nicht beeinflusst.. Dieser Regelkreis basiert auf dem Deinococcus radiodurans-Repressorprotein HucR und seiner spezifischen Operatorsequenz hucO.. Diese Protein-DNA-Interaktion wird durch pathologische Harnsäurekonzentrationen geschwächt.. Analog zu dem Tetrazyklin-abhängigen Schalter (Abb.. 1A) wurde ein genetisches Kontrollsystem konstruiert, so dass das Ziel-Gen nur bei erhöhten Harnsäurekonzentrationen angeschaltet wird (Abb.. 3).. Dieser Schalter wurde nun zur Konstruktion eines genetischen Regelkreises verwendet, indem als Zielgen eine Harnsäureoxidase eingefügt wurde.. In dieser Konfiguration führen erhöhte Harnsäurekonzentrationen zur Produktion der Harnsäureoxidase, die wiederum zum Abbau der Harnsäure führt.. Bei physiologischen Harnsäurekonzentrationen hingegen ist der genetische Schalter inaktiv, und es wird keine Harnsäureoxidase produziert (Abb.. 3, rechts).. Dieser Regelkreis wurde in menschlichen HeLa-Zellen implementiert, die anschließend in Alginatkapseln eingebettet und in ein Gicht-Mausmodell appliziert wurden.. Es konnte gezeigt werden, dass dieses System zur Absenkung pathologischer Harnsäurekonzentrationen sowie zu einer Reduktion der Gicht-assoziierten Entzündungen führt.. Verwendung genetischer Schalter zur Synthese interaktiver Biomaterialien.. Die oben aufgeführten Beispiele (für weitere Beispiele siehe Referenzen [3] sowie [4]) zeigen das Anwendungspotential genetischer Schalter in der Synthetischen Biologie.. In einer kürzlich erschienenen Studie5 wurde jedoch auch eindrücklich gezeigt, dass diese molekularen Schaltprinzipien nicht auf die Biologie beschränkt sind, sondern ebenso ein großes Anwendungspotential in den Materialwissenschaften besitzen, zum Beispiel um Materialien mit extern steuerbaren Eigenschaften herzustellen3.. Dieser Transfer eines genetischen Schalters aus der Synthetischen Biologie in die Materialwissenschaften wurde exemplarisch anhand des Tetrazyklin-Repressors TetR (Abb.. 1A) gezeigt.. Zur Synthese eines Tetrazyklin-sensitiven Materials wurde sowohl TetR als auch die Operatorsequenz tetO an lineares Polyacrylamid gekoppelt.. Durch Bindung von TetR und tetO erfolgte somit eine Quervernetzung der Polymerketten, was zur Ausbildung eines stabilen Hydrogels führte (Abb.. 4).. Durch Zugabe von Tetrazyklin konnte dieses Hydrogel dosisabhängig wieder aufgelöst werden.. Es wurde gezeigt, dass sich dieses Material als extern steuerbares Depot für Wachstumsfaktoren oder therapeutische Protein verwenden lässt.. Hierzu wurde als Modelprotein Interleukin-4 eingebaut, und es konnte gezeigt werden, dass die Freisetzung dieses Proteins graduell über die Zugabe steigender Tetrazyklin-Konzentrationen gesteuert werden konnte (Abb.. Basierend auf diesem ersten Prototyp eines interaktiven Materials das auf einem genetischen Schalter aus der Synthetischen Biologie beruht, sollte es nun möglich sein, Biomaterialien herzustellen, die auf verschiedenste Stimuli reagieren, indem TetR/tetO durch ein anderes Repressor/Operator-Paar mit gewünschter Stimulus-Spezifizität (z.. B.. für diverse Metaboliten, Medikamente oder Ionen) ersetzt wird.. Dies würde die Entwicklung von Materialien für verschiedenste biomedizinische und analytische Anwendungen ermöglichen.. Ausblick.. Der rasante Wissensanstieg über biologische Komponenten ermöglicht das rationale Design und die Konstruktion synthetischer biologischer Systeme mit gewünschten Eigenschaften.. Im Laufe des vergangenen Jahrzehnts gelang es, grundlegende Designprinzipien für synthetische biologische Systeme zu erarbeiten, mit denen nun erste Anwendungen der Synthetischen Biologie in der Gesundheitsforschung realisiert werden konnten.. Diese Anwendungen sowie die Expansion der Synthetischen Biologie in andere Bereiche wie die Materialwissenschaften zeigen eindrücklich das große Potential dieser neuen Disziplin zur Entwicklung neuartiger Lösungsansätze für unerfüllte Herausforderungen.. [1] Weber et al.. 2008.. Proceedings of the National Academy of Sciences 29: 9994–9998.. [2] Kemmer et al.. 2010.. Nature Biotechnology 4: 355–360.. [3] Jakobus et al.. 2012.. Chemical Society Reviews.. doi: 10.. 1039/C1CS15176B.. [4] Ruder and Collins 2011.. Science 333: 1248-125.. [5] Christen et al.. 2011.. Advanced Functional Materials 21: 2861-2867.. Prof.. Wilfried Weber.. Fakultät für Biologie.. Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.. Tel: +49-(0)761-203-97654.. Fax: +49-(0)761-203-9766.. wilfried.. weber@biologie.. uni-freiburg.. Sabrina Wend.. Kathrin Jakobus und Wilfried Weber.. Synthetische Biologie, TET-Sytem, Tetrazyklin-Repressor.. Der virtuelle Patient.. de/spezialthemen/synbio-systembiologie/synthetische-genetische-schalter-in-medizinischen-anwendungen..

    Original link path: /spezialthemen/synbio-systembiologie/synthetische-genetische-schalter-in-medizinischen-anwendungen.html
    Open archive

  • Title: Hefe - Eine universelle chemische Mikrofabrik - Laborwelt
    Descriptive info: Hefe - Eine universelle chemische Mikrofabrik.. Synthetische Biologie.. Hefe - eine universelle chemische Mikrofabrik.. Die Bäckerhefe.. Saccharomyces cerevisiae.. wird durch den Menschen seit Jahrtausenden zur Produktion unterschiedlichster Nahrungs- und Genussmittel eingesetzt.. Ihr Beitrag zur alkoholischen Gärung in der Wein- und Bierproduktion oder bei der Herstellung von Brot ist auch dem Laien geläufig.. Weniger bekannt ist die Tatsache, dass sich Bäckerhefe ebenfalls hervorragend für die Produktion chemischer Verbindungen eignet, die in der Natur nur in geringen Mengen vorkommen, schwierig zu isolieren sind oder bisher noch nicht entdeckt wurden.. Evolva hat es sich zur Aufgabe gemacht, Saccharomyces cerevisiae als Mikrofabrik für die Herstellung solcher Moleküle zu entwickeln.. Hierfür bedienen wir uns der synthetischen Biologie, um die Hefe für diese bisher nur ansatzweise genutzten Zwecke entsprechend umzuprogrammieren.. Mit Hilfe künstlicher Chromosomen bauen wir nicht nur komplette Biosynthesewege aus Pflanzen oder anderen Organismen in die Hefe ein, wir können auch völlig neuartige Kombinationen enzymatischer Aktivitäten zur Herstellung bisher unbekannter Moleküle in die Hefe einschleusen.. Beispiele für neue Stoffwechselwege in Bäckerhefe.. Ausgehend von einem hefeeigenen Stoffwechselmetaboliten werden mit Hilfe der in die Hefe eingeschleusten synthetischen Chromosomen völlig neuartige, in der Hefe nicht vorkommende Produkte hergestellt.. Die Anzahl der für die neuen Moleküle notwendigen Biosyntheseschritte, ausgehend vom jeweiligen Hefemetaboliten, sind mit roten Zahlen angegeben.. Zur Herstellung der synthetischen Hefechromosomen werden heterologe Gensequenzen mit hefespezifischen regulatorischen Sequenzen kombiniert und diese genetischen Einheiten („Genkassetten“) in Bakterien amplifiziert (a).. Die Plasmide werden anschließend isoliert und die Genkassetten mit geeigneten Restriktionsenzymen freigesetzt (b).. In einer Ligationsreaktion fügen wir Genkassetten (c) zusammen und vervollständigen die DNA-Fragmente mit geeigneten Chromosomenenden.. gehört zur Zeit sicher zu den bestuntersuchten Organismen unseres Planeten.. Die Hefe war der erste Eukaryot dessen Genom komplett sequenziert wurde.. ; sie besitzt ca.. 000 Gene, die auf 16 Chromosomen verteilt sind.. S.. cerevisiae lässt sich leicht mit einer Reihe genetischer Methoden modifizieren, ist sehr robust und kann Produkte im Gramm-Maßstab herstellen.. Zudem wird sie als GRAS (generally regarded as safe) eingestuft und ist deshalb auch im Nahrungsmittelbereich bestens einsetzbar.. Beispiele für erfolgreiche heterologe Biosynthese in Hefe sind Alkohole wie n-Butanol oder Ethanol, ausgehend von dem natürlichen Holzabfallprodukt Hemizellulose.. Aber auch das Malariamedikament Artemisinin oder Taxadien, eine Vorstufe des Krebsmittels Taxol, kann in Hefe produziert werden.. Hinzu kommen eine große Zahl kommerziell interessanter chemischer Verbindungen aus anderen Anwendungsgebieten, wie etwa der Aromastoff Vanillin, Patchoulol oder Flavonoide.. 2+ Ref.. Im Gegensatz zur Herstellung solcher Produkte in Bakterien, die verschiedentlich auch für die Synthese von sekundären Pflanzenmetaboliten eingesetzt werden, ist die Produktion in Hefe wesentlich sicherer – speziell im Hinblick auf Beiprodukte bei der nachfolgenden Isolation der Substanzen.. Darüber hinaus können funktionsfähige komplexe pflanzliche Stoffwechselwege im Eukaryot S.. cerevisiae leichter als in Bakterien etabliert werden.. Prokaryotischen Bakterienzellen fehlen zum Beispiel Gene für posttranslationale Modifikationen, die für die Aktivität eukaryotischer Enzyme essentiell sind.. Zudem können Hefen größere DNA-Fragmente aufnehmen – ein Phänomen das wir mit unserer Technologie nutzen.. Die gezielte Einführung großer Mengen an genetischem Material in die Hefe in Form von künstlichen Chromosomen eröffnet völlig neuartige Möglichkeiten für die Herstellung unterschiedlichster Verbindungen.. In der Vergangenheit wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um komplexe heterologe Stoffwechselwege mit Hilfe von Plasmiden in Bäckerhefe einzubauen.. Ein Konsortium universitärer und industrieller Forscher hat eine ganze Reihe von Plasmiden in Bäckerhefe eingeschleust, die den kompletten Stoffwechselweg zur Produktion des klinisch relevanten Steroidhormons Cortisol enthielten – ausgehend vom hefeeigenen Primärmetabolit Ergosterol.. Leider ist das Verfahren äußerst komplex, die Ausbeute eher gering und die Stabilität der eingeschleusten Gene in der Hefe aufgrund der Vielzahl der notwendigen Selektionsmarker vermutlich nicht ausreichend für eine industrielle Nutzung.. Mit unserer eYAC (expressable Yeast Artificial Chromosomes)-Technologie haben wir die Möglichkeit, Hunderte von Genen gleichzeitig in die Hefe einzuschleusen und damit komplette  ...   wir Selektionsmarker, um transformierte Hefen isolieren zu können (Abb.. Wir sind mittlerweile in der Lage, den Hefen zusätzliches genetisches Material in Form von künstlichen Chromosomen mit einer Länge von bis zu 300 000 Basenpaaren einzusetzen.. Diese Chromosomen können zwischen 50 und 150 Genkassetten aufnehmen.. Üblicherweise verwenden wir pro Schritt eines Biosynthesewegs mehrere homologe Enzyme aus verschiedenen Organismen, um die Chancen der Synthese der gewünschten Produkte zu erhöhen.. Besonderer Aufmerksamkeit bedürfen bei dieser Methodik die für die jeweiligen Genkassetten verwendeten Promotoren und Terminatoren.. Würden immer die gleichen Sequenzen eingesetzt, bestünde bei der schieren Anzahl der vorliegenden Genkassetten die Möglichkeit, dass durch den hefeeigenen Rekombinationsprozess Genkassetten verlorengingen.. Des weiteren muss analysiert werden, ob eventuelle Modifikationen im hefeeigenen Stoffwechsel für eine effiziente Produktion notwendig sind.. Falls Zwischenstufen des neuen Biosynthesewegs von der Hefe in unbrauchbare Produkte umgewandelt werden, können die dafür verantwortlichen hefeeigenen Enzyme ausgeschaltet werden.. Selbstverständlich muss dabei die Vitalität der Hefe gewährleistet bleiben.. Ist das für den neuen Syntheseweg notwendige Startmolekül nur in geringen Mengen vorhanden, kann das Ausgangsprodukt den Hefezellen auch im Nahrungscocktail zur Verfügung gestellt werden.. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, modifizierte Ausgangsprodukte (z.. halogenierte Vorstufen) in den Stoffwechselweg einfließen zu lassen, um somit zu neuartigen Derivaten zu gelangen.. Da die rein zufällige Zusammensetzung der eYACs auch zur Entstehung von nicht produzierenden Hefezellen führt, müssen in einem geeigneten Selektionsverfahren die relevanten Hefezellen identifiziert werden.. Bei der Implementierung von heterologen Biosynthesewegen zur Produktion bekannter Substanzen kann dies über den Einsatz analytischer Chemie erfolgen.. Entstandene Zwischen- und Endprodukte werden in qualitativer und quantitativer Weise über LC/MS erfasst und die produktivsten Klone für die weitere Verwendung selektiert.. In pharmazeutisch geprägten Projekten kombinieren wir die Biosynthese von Substanzen mit einem High-Throughput-Screening-Verfahren auf ein pharmazeutisch relevantes Zielprotein.. Hierzu wird ein Testsystem in den Produktionsstamm eingebaut, das es uns erlaubt, große Hefebibliotheken mit bis zu 109 unterschiedlichen Hefezellen zu screenen und anschließend die positiven Hefeklone zu isolieren.. Auch hier findet die anschließende Isolierung der neuen Verbindung mittels analytischer Chemie statt.. Mit unserer Technologieplattform sind wir bestrebt, die bisher nur unzulänglich ausgeschöpften Möglichkeiten der Biosynthese seltener oder schwierig zu synthetisierender Moleküle in Hefe auszubauen.. Die synthetische Biologe, wie wir sie anwenden, bietet die Möglichkeit der Pharma-, Kosmetik- und Nahrungsmittelindustrie eine der klassischen chemischen Synthese nicht zugängliche, neuartige Chemie zur Verfügung zu stellen.. Zudem sehen wir ein großes Potential in der Etablierung von neuen, effizienten und gleichzeitig naturnahen, Produktionswegen.. Nach unserer Überzeugung ist die von Evolva etablierte Technologie ein Meilenstein auf dem Weg zu einer „grünen Chemie“.. [1] Goffeau A, Barrell BG, Bussey H, Davis RW, Dujon B, Feldmann H, Galibert F, Hoheisel JD, Jacq C, Johnston M, Louis EJ, Mewes HW, Murakami Y, Philippsen P, Tettelin H, Oliver SG.. , Science.. 1996 Oct 25;274(5287):546, 563-7.. [2] Huang B, Guo J, Yi B, Yu X, Sun L, Chen W, Biotechnol Lett 2008, 30:1121-1137.. [3] Goldman S, Curr Op Chem Biol.. 2010, 14:390-395.. [4] Szczebara FM, Chandelier C, Villeret C, Masurel A, Bourot S, Duport C, Blanchard S, Groisillier A, Testet E, Costaglioli P, Cauet G, Degryse E, Balbuena D, Winter J, Achstetter T, Spagnoli R, Pompon D, Dumas B.. , Nat Biotechnol.. 2003 Feb;21(2):143-9.. [5] Naesby M, Nielsen SV, Nielsen CA, Green T, Tange TO, Simón E, Knechtle P, Hansson A, Schwab MS, Titiz O, Folly C, Archila RE, Maver M, van Sint Fiet S, Boussemghoune T, Janes M, Kumar AS, Sonkar SP, Mitra PP, Benjamin VA, Korrapati N, Suman I, Hansen EH, Thybo T, Goldsmith N, Sorensen AS.. , Microb Cell Fact.. 2009 Aug 13;8:45.. Jutta Heim.. Evolva SA.. Duggingerstr.. CH-4153 Reinach.. juttah@evolva.. com.. Harald Heider.. Markus Schwab und Professor Dr.. Hefe, Saccharomyces cerevisae, Synthetische Biologie, Gärung, YAC.. de/spezialthemen/synbio-systembiologie/hefe-eine-universelle-chemische-mikrofabrik..

    Original link path: /spezialthemen/synbio-systembiologie/hefe-eine-universelle-chemische-mikrofabrik.html
    Open archive

  • Title: Laborwelt Spezial: Zelltechnologie - Laborwelt
    Descriptive info: Einführung.. Industrielle Zelltechnologie.. Als mit der Gründung der Firma Genentech das Biotechnologie-Zeitalter in den USA anbrach, hatten die Forscher eines im Sinn: Zellen zu nutzen, um Wirkstoffe zu produzieren.. Gut dreißig Jahre später geht es darum, komplexere Aufgaben zu bewältigen.. BASF SE.. Ein Gen aus dem Bakterium Bacillus subtilis reduzierte die Folgen von Trockenstress für Nutzpflanzen.. Querschnitt durch die Leitbahnen.. Dreidimensionale Zellkulturen und mit Stammzellen beschichtete Implantate sollen in der Regenerativen Medizin, aus Stammzellen gewonnene Zellmodelle in der Wirkstoffforschung helfen.. Die Förderung der Zusammenarbeit von Forschungslabors und Firmen hat sich die Deutsche Gesellschaft Industrielle Zelltechnologie e.. V.. auf die Fahnen geschrieben.. Zusammen mit der BIO Deutschland, die die politische  ...   Fraunhofer-Instituts für biomedizinische Technik ein kosteneffizientes, einfach zu handhabendes Verfahren entwickelt, mit dem Zellen elektrisch gestreckt werden können.. Der Zell-Stretcher soll helfen, Krebszellen anhand ihrer viskoelastischen Eigenschaften zu erkennen.. Gleich zwei Gruppen berichten von Zellmodellen, die die Untersuchung der Herztoxizität von Arzneimittelkandidaten in frühem präklinischen Stadium gestatten sollen - ein Ansatz nutzt dazu die nicht-invasive Messung von aus Stammzellen differenzierten Kardiomyozyten.. Eine andere Gruppe will mit spannungssensitiven Farbstoffen an adulten Herzzellen Veränderungen im Aktionspotential nachweisen.. Ein dritter Themenkomplex widmet sich neuen durchflusszytometrischen Verfahren.. Thomas Gabrielczyk.. t.. gabrielczyk@biocom.. Next-Generation-Sequencing, Zellbiologie.. Morbus Alzheimer: Ein Transportproblem?.. Next-Generation-Sequencing.. Depletion von T-Zellen aus peripheren Stammzellen.. Einzelzellmessung mechanischer Eigenschaften.. Zelltechnik-Innovationen für die Industrie.. Heft 5/2011.. de/spezialthemen/zelltechnologie..

    Original link path: /spezialthemen/zelltechnologie.html
    Open archive

  • Title: Morbus Alzheimer: Ein Transportproblem? - Laborwelt
    Descriptive info: Morbus Alzheimer: Ein Transportproblem?.. Paperwelt.. Sind Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen auf einen mangelhaften Abtransport aggregierender Proteinspezies aus dem Hirn zurückzuführen? Arbeiten einer Gruppe um Jens Pahnke legen dies nahe.. Jens Pahnke, ist Leiter des Forschungslabors für Neurodegenerative Erkrankungen (NRL) und des Maushauses am Zentrum für Nervenheilkunde der Universität Rostock.. In Mausmodellen der Alzheimer-Demenz konnten sie zeigen, dass das Ausschalten des ABC-Transportproteins C1 der Blut-Hirn-Schranke zu einer 12- bis 14-fachen Akkumulation von Amyloid-beta-(Aβ)Peptiden im Hirn führt.. Aktivatoren des ABCC1-Transportproteins, wie der zugelassene Wirkstoff Thiethylperazin, bewirkten dagegen eine bis zu 75%ige Auflösung der Plaques im Mausmodell.. Frühere Arbeiten, die eine 30%-ige Reduktion des Aβ-Transports über die Blut-Hirn-Schranke in alten Alzheimer-Patienten zeigen, stützen die These, dass Alzheimer die Folge einer schleichenden Akkumulation klebriger Peptide infolge ihres gestörten Abtransportes ist.. LABORWELT:.. Welche Perspektiven eröffnen Ihre Ergebnisse?.. Pahnke:.. Völlig neue.. Fast alle bisherigen Ansätze konzentrierten sich auf die Suche nach genetischen Ursachen für Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen.. Für die familiäre Form kennt man auch drei Gene.. Was die sporadische Form der Alzheimererkrankungen ausmacht, lag dagegen bislang völlig im Dunkeln.. Dass ein gestörter Transport des Amyloid-beta(Aβ)-Proteins und ähnlicher Proteine aus dem Hirn die Ursache von Krankheiten wie Morbus Alzheimer, Parkinson oder Huntington sein könnte, eröffnet ein ganz neues Forschungsfeld.. Es könnte ein grundlegender Mechanismus sein, dass Peptide über Jahre aufgrund ihres schlechten Abtransportes im Gehirn abgelagert werden.. und das zeigt sich dann erst mit einer zeitlichen Verzögerung im Patienten.. Richtig.. Daten einer Gruppe aus St.. Louis vom Dezember 2010 zeigen, dass in den alten Alzheimer-Patienten der Aβ-Abtransport um 30% reduziert ist.. Wir haben in unserem Modell eine Veränderung von nur 11% gesehen.. Das heißt, wir reden hier gar nicht über Veränderungen in großem Stil, aber trotzdem hat dies über Jahre einen Rieseneffekt.. Das würde  ...   Fall.. Dann habe ich mit Mausexperimenten und der Erzeugung entsprechender Defektmutanten für ABC-Transporter angefangen.. Aktuell haben Sie sich ganz gezielt die Transportproteine der Blut-Hirn-Schranke angeschaut.. Wir haben drei der zehn Transporter in knock out-Mäusen angeschaut, ABCB1, von dem wir bereits wussten, dass er Aβ transportiert, und als Kontrollen ABCC1 und ABCG2.. Das Ergebnis hat uns sehr überrascht.. Denn zwar war die Aβ-Konzentration in ABCB1-Mutanten um das 3,5 bis 4-Fache erhöht, in ABCC1-Mutanten fanden wir aber eine 12- bis 14-fache Erhöhung.. Aktivierten wir den ABCC1-Transporter mit dem seit den 60er Jahren marktzugelassenen Anti-Brechmittel Thiethylperazin verschwanden binnen 25 Tagen 70% bis 80% des Aβ-Proteins aus dem Maushirn.. LABORWELT: Wie gehen Ihre Arbeiten jetzt weiter? Pahnke: Als nächstes stehen die genaue Charakterisierung der Bindungstasche des ABCC1-Transporters für den Wirkstoff und der funktionell relevanten Polymorphismen an.. Wir werden dazu den Transporter kristallisieren.. Zweitens werden wir zusammen mit der Firma Immungenetics AG eine umfassende SNP-Analyse des Transporters in Alzheimerkranken durchführen.. Drittens sind wir dabei, Assays zu etablieren, um die Aktivität der Transporter mit Hilfe radioaktiver Tracer mittels PET zu untersuchen.. Man kann dann sehen, wo sich die Tracer ablagern und daraus frühzeitig Informationen erhalten, welche Krankheit da im Entstehen ist, wie eine holländische Arbeitsgruppe bereits zeigen konnte.. Jens Pahnke.. , ist Leiter des Forschungslabors für Neurodegenerative Erkrankungen (NRL) und des Maushauses am Zentrum für Nervenheilkunde der Universität Rostock.. Seit 2005 ist er Professor für Neurodegeneration.. Vom 1.. Dezember 2011 an wird er an der Universität und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in Magdeburg eine Arbeitsgruppe Translationale Forschung aufbauen.. Pahnke ist Experte auf dem Gebiet der Funktion Transportproteinen der Blut-Hirn-Schranke, spezifischen mitochondrialen Mutationen und neuen Mausmodellen zur Untersuchung der Entstehung von Proteinaggregaten bei neurodegenerativen Erkrankungen.. gabrielcyzk@biocom.. Next-Generation-Sequencing, Zellbiologie, Morbus Alzheimer, Jens Pahnke, Neurodegenerative Erkrankungen.. Zelltechnologie.. de/spezialthemen/zelltechnologie/morbus-alzheimer-ein-transportproblem..

    Original link path: /spezialthemen/zelltechnologie/morbus-alzheimer-ein-transportproblem.html
    Open archive

  • Title: Next-Generation-Sequencing - Laborwelt
    Descriptive info: Next-Generation-Sequencing.. Expertenpanel.. Kompakte Desktop-Sequencer sind mittlerweile für jedes Labor erschwinglich geworden.. Mitte September haben sich die Preise für ein Endgerät auf 40.. 000 bis 60.. 000 Euro halbiert.. Damit werden nicht länger nur die wenigen hundert großen Zentren für Genomsequenzierung bedient, sondern die schnelle Sequenzierung dringt in den Forschungsmarkt und das Gesundheitswesen vor.. Was die Systeme leisten, was Dienstleister anbieten und wo Zukunftsanwendungen liegen, erklären Spezialisten aus Industrie und Academia in der neuen Rubrik Expertenpanel.. Dag Harmsen (Poliklinik für Paradontologie der Universität Münster), Dr.. Bernd Timmermann (MPI für Molekulare Genetik, Dr.. Marcel de Leeuw (Beckman Coulter Genomics) und Dr.. Thomas Jarvie (454 Life Sciences) bilden das Expertenpanel zum Thema Next-Generation-Sequencing (von links nach rechts).. Dag Harmsen.. Wie können Benchtop-Next-Generation-Sequenzer zu einer genombasierten Diagnose und Überwachung von Epidemien beitragen?.. Harmsen:.. Die Karten auf dem Markt für Next-Generation-Sequenzer (NGS) werden gerade neu gemischt.. War NGS seit den Anfängen im Jahr 2005 eine Angelegenheit von weltweit wenigen hundert Genom-Sequenzierzentren, so öffnet sich gerade durch Einführung von erschwinglichen Benchtop-NGS-Geräten ein riesiger neuer Markt.. Jedes Krankenhauslabor wird zum potentiellen Kunden - es tritt quasi gerade eine Demokratisierung von NGS ein.. Benchtop-NGS-Geräte, wie die Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) oder in Kürze der Illumina MiSeq, sind jedoch nicht nur günstig in der Anschaffung, sondern skalierbar im Einsatz und insbesondere sehr schnell, das heißt von der DNA zur Sequenz in ein bis zwei Tagen.. Damit eignen sie sich hervorragend für den Routineeinsatz in der Mikrobiologie, Onkologie, Humangenetik oder Transfusionsmedizin.. Gerade beim Einsatz im Rahmen von mikrobiellen Ausbruchsgeschehen ist Geschwindigkeit natürlich Trumpf.. Der Einsatz von NGS steht damit gerade am Wendepunkt von der Grundlagen- hin zur angewandten Forschung und Routinediagnostik.. Dies konnte wir an der Universität Münster (WWU) gerade beim Management von EHEC in Deutschland und Klebsiella OXA-48 in den Niederlanden exemplarisch für die Bakteriologie demonstrieren.. Dies dürfte den Beginn der prospektiven genomischen Epidemiologie markieren.. Hierbei werden klassische epidemiologische Überwachungsparameter (Ort, Zeit und Person) mit genomweiten NGS-Typisierungsergebnissen für spezifischere Frühwarnsysteme kombiniert.. In letzter Konsequenz könnten beispielsweise auch Abwässer mit NGS für eine Krankheiten-Wetterkarte überwacht werden, um durch die Kenntnis von der Verbreitung von Erregern in der Umwelt noch vor dem Auftreten von Ausbrüchen geeignete Präventionsmaßnahmen ergreifen zu können.. leitet die Forschungsabteilung an der.. Poliklinik für Parodontologie der Universität Münster.. Seine Arbeitsgruppe erlangte weltweite Anerkennung durch Arbeiten zur angewandten Bioinformatik in der Mikrobiologie und baute weltweit die größte öffentlich molekulare Typisierungsdatenbank auf.. Marcel de Leeuw.. Welche Vorteile bietet die Nutzung von NGS-Dienstleistungen auf mehreren Technologieplattformen gegenüber einem eigenen Gerät?.. De Leeuw:.. Sämtliche Next-Generation-Sequencing-Technologien haben ihre Stärken und Schwächen.. Keine der aktuellen Plattformen ist imstande, komplette Coverage auch nur für ein moderat komplexes mikrobielles Genom zu liefern – typischerweise werden kurze Stränge mit hohem GC-Anteil nicht abgedeckt.. Dazu kommt, dass es für das Programme schwierig ist, Teile des Genoms richtig zu asssemblieren, zum Beispiel die multiplen Kopien der ribosomalen Operons in mikrobiellen Genomen.. Bei den Genomen höherer Organismen, wie etwa Säugern oder Pflanzen, brechen Regionen “niedriger Komplexität” die Assemblierung in viele Contigs auf.. Die kombinierte Nutzung multipler Plattformen kann die Qualität der Resultate wesentlich verbessern.. Ein Beispiel ist die “hybride” Assemblierung unter kombinierter Nutzung der Roche/454- und Illumina-Plattform – also entweder durch den Einsatz beider Auslesearten nacheinander oder durch stufenweise Bearbeitung.. Die Roche/454-Reads liefern mittlere und lange Leseweiten und nutzen normalerweise eine 3 kb mate-pair-Bibliothek.. Die Illumina-Reads bieten eine hohe lokale Sequenzqualität und in schlecht abgedeckten Sequenzbereichen, in denen beide Technologien Schwierigkeiten haben, eine ergänzende Sequenzabdeckung.. Da es in der Regel nicht rentabel ist, mehrere Next-Gen-Plattformen für den Eigenbedarf zu implementieren, bietet es sich an, die Vorteile der Kombination von mehreren Next-Gen-Plattformen bei  ...   geworden und ermöglicht die Klassifizierung der Mikroorganismengemeinschaften bis auf Gattungs- oder Artebene.. Next-Generation-Sequenzer, die kurze Leseweiten liefern, sind bei der Klassifikation deutlich gröber und klassifizieren nur bis zur Stammesebene.. Eine korrekte Assemblierung der Sequenz großer komplexer Genome, zum Beispiel von Pflanzen oder Tieren, ist aufgrund der darin enthaltenen zahlreichen Repeats nur mit langen Leseweiten möglich, die die Repeats überspannen.. Auch die in komplexen Genomen auftretenden Pseudogene und Familien nahe verwandter Gene können mit den langen und sehr genauen Reads unterschieden werden.. Zusammengefasst sind das GS FLX+ und das GS Junior System sehr leistungsfähige Werkzeuge für die de novo-Sequenzierung und die Assemblierung jeder Genomgröße.. Ein letztes Beispiel ist die gezielte Sequenzierung hochvariabler Regionen, wie etwa in Virusgenomen oder den HLA-Genen.. In Viren, wie etwa HIV, ist das Genom ist in bestimmten Loci so variabel, dass lange Leseweiten erforderlich sind, um die hochvariablen Teile zu überbrücken und die stabileren Teile zu verbinden.. Auch die HLA-Region ist so hochvariabel, dass es erforderlich ist, die multiplen Variationen mittels einer langen Leseweite eindeutig miteinander zu verbinden und so den individuellen HLA-Typ zu bestimmen.. Das GS Junior System ist ein ideales Werkzeug, um gezielt interessierende genomische Bereiche über Target-Anreicherungstechnologien oder Multiplex-Amplicons zu sequenzieren.. ist als internationaler Produktmanager bei.. 454 Life Sciences.. an der Entwicklung der 454 Hardware, Reagenzien, Kits und Software beteiligt.. Im Anschluss an seine Postdoc-Zeit arbeitete der Biophysiker von 1995 bis 2002 für Curagen, bevor er in der High-troughput Sequencing Facility und ab 2005 als Technical Product Manager in der Applikationsentwicklung für das 454-Sequencing tätig war.. Bernd Timmermann.. Worin liegen für die Nutzer von Desktop-NGS derzeit die Hauptpro bleme und Kostenfallen?.. Timmermann:.. Um auch kleinere Labore adressieren zu können, brachte Roche im März 2010 den GS Junior auf den Markt.. Dieser produziert ca.. 100.. 000 Reads mit einer Leselänge von ca.. 400 Basen und zeichnet sich durch seine Schnelligkeit und Stabilität aus.. Der Ion PGM Sequencer von Ion Torrent, der die gleiche Zielgruppe hat, kämpft derzeit mit noch sehr unzureichenden Leselängen (momentan ca.. 160 Basen) und vor allem mit der noch ungenügenden Genauigkeit des Basecallings.. Der Dritte im Bunde wird der MiSeq von Illumina sein.. Gegenwärtig werden hier die ersten Geräte in Europa ausgeliefert.. Er basiert auf der etablierten Illumina-Technologie und soll mittels paired end-Sequenzierung (2 x 150 Basen) einen Duchsatz von 1 GB erreichen.. Während noch vor kurzem die NGS-Datenauswertung als Hauptproblem galt, zeigt sich nun, dass eher die Probenvorbereitung oft unterschätzt wird.. Zur Hauptnutzergruppe des GS Junior gehören bereits heute die diagnostischen Labore.. Hier dürfte eine der wichtigsten Applikationen die Amplicon-Sequenzierung, z.. zur Analyse ausgewählter Kandidatengene sein.. Aber bereits bei den 100.. 000 Reads des Gerätes stellt sich die Frage der Äquimolarität der eingesetzten Produkte – alle PCR-Produkte müssen mit der gleichen Anzahl eingesetzt werden, um am Ende auch eine gleichmäßige Verteilung der resultierenden Reads zu gewährleisten.. Diese Fragestellung ist sicher lösbar, erfordert jedoch einen gewissen Automatisierungsgrad, also auch zusätzliche Investitionen.. So scheint z.. das Fluidigm Access Array System eine sehr gute Lösung in Kombination mit dem GS Junior.. Generell ist allen potentiellen Nutzern von NGS Desktop-Geräten zu empfehlen, sich den gesamten Weg der Datenproduktion von PCR/ Library-Präparation, den jeweiligen monoklonalen Amplifikationsschritt, die Sequenzierung über die Datenauswertung – mit Blick auf die Praktikabilität im individuellen Laborsetting genau anzuschauen.. leitet seit Ende 2007 die Next-Generation Sequencing-Gruppe, seit 2010 die Max-Planck Core Sequencing Facility am Berliner MPI für molekulare Genetik (MPIMG).. Nach Promotion in Molekularbiologie an der Charité leitete er die DNA-Sequenzierung der Genprofile AG.. Seit 2002 ist er leitender Wissenschaftler am MPIMG.. Kontakt: timmerma@molgen.. Zellbiologie, Desktop-Sequencer, NGS, Next-Generation-Sequencer, Dag Harmsen, Marcel de Leeuw, Thomas Jarvie, Bernd Timmermann,.. de/spezialthemen/zelltechnologie/next-generation-sequencing..

    Original link path: /spezialthemen/zelltechnologie/next-generation-sequencing.html
    Open archive

  • Title: Depletion von T-Zellen aus peripheren Stammzellen - Laborwelt
    Descriptive info: Depletion von T-Zellen aus peripheren Stammzellen.. Die allogene Stammzelltransplantation gewinnt eine neue Qualität.. Grund dafür ist der Diagnostikgewinn durch die moderne Durchflusszytometrie, die eine gezieltere Auswahl der Zellen des Transplantats erlaubt.. Bei der allogenen Stammzelltransplantation müssen wir die Schwierigkeit bewältigen, Spender mit immunologisch passendem HLA-Profil zu finden oder die verfügbaren Transplantate für eine erfolgversprechende Transplantation so zu manipulieren, dass Komplikationen wie die Graft versus Host Disease (GvHD) gemildert werden.. Becton Dickinson Durchflusszytometer.. Einfluss der Kopplung von αβ-T-Zellen an Magnetkügelchen auf deren Depletion.. Repräsentative Durchflussanalyse vor und nach großmaßstäblicher Depletion von αβ-T-Lymphozyten.. Die Zahlen stehen für die Prozentanteile an Zellen in den Quadranten.. Anzahl der Kolonie-bildenden Einheiten-Anteile von BFU-E, CFU-GM und CFU-GEMM aus positiv selektierten CD133+-Stammzellen, von αβ-T-Lymphozyten befreiten PBMCs und unmanipulierten Zellen.. Die im folgenden dargestellte Studie soll dazu beitragen, hierfür bessere Lösungen zu finden.. Forschungsziel war es, eine Methode für die klinische, großmaßstäbliche Depletion von αβ-T-Lymphozyten aus mobilisierten peripheren Stammzellen zu entwickeln und so allogene Transplantate zu erhalten, die mit Stammzellen, Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) und γδ-T-Lymphozyten angereichert sind.. Gängiges Verfahren bei der Stammzelltransplantation ist die T-Zelldepletion mit Hilfe von Antikörpern, die gegen T-Zell-Oberflächenantigene gerichtet sind.. Derzeit ist hierfür die Positivselektion von Stammzellen mit dem CD34-Marker eine weitverbreitete Methode.. Die Transplantation dieser Zellen kann allerdings lebensbedrohliche Virus- und Pilzinfektionen sowie Leukämierückfälle begünstigen.. Denn die Positivselektion von CD34+-Stammzellen führt zwar zu einer ausgezeichneten T-Zelldepletion, entfernt aber andere, immunologisch nützliche Zellen, insbesondere Natürliche Killerzellen (NK-Zellen).. Die im folgenden beschriebenen Untersuchungen dienen der Entwicklung eines optimierten Depletionsverfahrens, das den Kreis der möglichen Spender und Zellquellen erweitert und darüber hinaus durch bessere Selektion mehr hilfreiche Zellarten im Transplantat belässt.. Mobilisierung und Gewinnung von peripheren Blutstammzellen.. Hierfür haben wir sieben Großversuche durchgeführt.. Im ersten Arm wurden nicht-mobilisierte periphere Blutstammzellen (PBSCs) mittels Leukapherese aus drei gesunden erwachsenen Freiwilligen gewonnen, im zweiten Arm aus vier mobilisierten , gesunden, freiwilligen erwachsenen Spendern nach täglicher subkutaner Injektion von G-CSF (10 µg pro kg Körpergewicht, bei einer Maximaldosis von 480 µg/pro Tag; Neupogen; Amgen, Thousand Oaks, CA, USA) für vier Tage.. Eine Leukapherese wurde am fünften Tag unter Anwendung eines Cobra Spectra Cell Separators (Cobe, Lakewood, CO, USA) durchgeführt.. Depletion von αβ-T-Zellen.. PBSC wurden mit der gleichen Menge autologen Plasmas vermischt und über Nacht bei 4°C gelagert.. Dann wurden diese Zellen (7 x 109 Gesamtzellzahl) einmal in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) gewaschen (PBS unter Zusatz von 1 mM EDTA) und mit 1 ml Biotin-konjugiertem (BMA031-biotin; Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany) anti-αβ-Antikörper für 30 Min.. bei 4°C inkubiert.. Anschließend wurden die Zellen zweimal mit PBS gewaschen und mit 7,5 mL anti-Biotin an magnetische Micro-Beads (Miltenyi Biotec) gekoppelt.. Unter ständigem Schütteln wurden die an die Beads konjugierten Zellen bei Zimmertemperatur für 30 Min.. inkubiert, zweimal mit CliniMACS-Pufferlösung gewaschen (Miltenyi Biotec, Auburn, CA USA) in 300 mL Pufferlösung resuspendiert.. Zum Schluss haben wir sie im automatisierten CliniMACS-Gerät (Miltenyi Biotec) mit LS/TS (162.. 01)-Trennsäulen unter Verwendung des Programms Depletion 2.. 1 entsprechend Herstelleranweisungen aufgetrennt.. Durchflusszytometrische Analyse.. Vor und nach der αβ-T-Zelldepletion haben wir das Auftreten der Oberflächenmarker CD3, CD14, CD19, CD20, CD56, CD133, CD34 und der T-Zellrezeptoren αβ und γδ untersucht.. Eingesetzt wurde hierzu ein LSR-Durchflusszytometer (Becton Dickinson, San Jose, CA, USA).. Mit folgender Methode haben wir das Produkt auf verbliebene T-Zellrezeptor-αβ-Zellen geprüft: Eine Mischung der an den αβ-T-Zellrezeptor gekoppelten Farbstoffe Fluorescein-Isothiocyanat (FITC) (BMA 031; Caltag Laboratories, Burlingame, CA USA) und Phycoerythrin (11F2; BD Biosciences Pharmingen, San Jose, CA, USA), an den CD45-Rezeptor gekoppeltes PE-TR (J33; Coulter/ Immuntech Co.. , Miami, FL, USA), an den CD3-Rezeptor konjugiertes APC (SK7; BD Biosciences Pharmingen) sowie an CD14 gebundendes APC-CY7 (MoP9; BD Biosciences Pharmingen) wurde in 5-ml Prüfröhrchen gegeben.. Nach Zugabe von etwa 106 Zellen in jedes Prüfröhrchen inkubierten wir diese für 10 Min.. bei Zimmertemperatur im Dunkeln.. Dann wurden verbliebene Erythrozyten (RBK) mit 3 mL Ammoniumchloridlösung lysiert, zentrifugiert und einmal mit färbender Pufferlösung (Dulbecco's PBS, enthält 1% hitzeinaktiviertes FKS) und 0,01% NaN3, behandelt.. Zur Unterscheidung abgestorbener Zellen wurden 50 µl einer auf eine Konzentration von 1 µg/ml eingestellten DAPI (4′,6-Diamidin-2-Phenylindol, Dihydrochlorid, Molekularproben, Eugene, OR, USA)-Lösung hinzugefügt.. Gesammelt haben wir die Datensätze mittels eines BD LSR II (Becton Dickinson, San Jose, CA, USA), der mit  ...   bei Depletion.. Um sicherzustellen, dass residuelle αβ-T-Zellen auch nach der Depletion verlässlich und genau erkannt werden konnten, wurden unbehandelte mononukleäre Zellen inkubiert - entweder direkt mit dem markierten FITC-anti-αβ-Antikörper BMA031 oder indirekt, mit dem mit Biotin-markierten Primer BMA031, gefolgt von magnetischem MicroBeads-anti-Biotin-Antikörper.. Danach wurden sie mit dem FITC (Fluoresceinisothiocyanat)-markierten BMA031-Antikörper markiert.. Wie in Abbildung 1 gezeigt, hatte die Markierung der Zellen mit dem MicroBeads-Biotin-markierten Primer BMA031 und dem MicroBeads-anti-Biotin-Antikörper keine Auswirkungen auf die Bindungsqualität des FITC-markierten BMA031-Antikörpers.. Es gab nur eine geringe Abnahme der Färbungsintensität, jedoch waren αβ-T-Zellen nach immunomagnetischer Markierung (Abbildung 1) weiterhin eindeutig gefärbt.. Nachfolgende Experimente mittels weiterer Methoden zur Feststellung von residuellen T-Zellen haben diese Ergebnisse bestätigt, wie zum Beispiel durch Kombinationen aus CD3, CD4, CD8, und dem T-Zell-Rezeptor (TCR) γδ.. Es wurde kein Unterschied der Empfindlichkeit des Nachweises residueller αβ-T-Zellen festgestellt (Daten nicht gezeigt), und wir haben das FITC-markierte BMA031 weiterverwendet.. Depletion von αβ-T-Lymphozyten in großem Maßstab.. Bei drei Spendern wurde eine Leukapherese ohne vorherige Stammzell-Mobilisierung durchgeführt.. Bei vier Spendern wurde vor der Leukapherese mit G-CSF mobilisiert.. Die durchschnittliche Zahl mononukleärer Zellen (MNC) vor αβ-T-Zelldepletion betrug 1,63 x 1010 (0,6-2,5 x 1010).. Die durchschnittliche Ausbeute der MNC nach Depletion betrug 67% (56-75%).. Der durchschnittliche Anteil an T-Zellen vor Depletion betrug 40,2% (21-67%).. Der Anteil residueller Zellen nach der Depletion lag bei 0.. 02% αβ-T-Zellen (0,01%-0,04%).. Die durchschnittliche gemessene Depletion an αβ-T-Zellen betrug demnach 3,9 (3,5-3,4) Größenordnungen (Log10).. Die durchschnittliche absolute αβ-T-Zellzahl nach Depletion lag bei 1,8 x 106 (0,8 x - 3,6 x 106).. Die Ergebnisse aus den mobilisierten Präparaten waren sehr ähnlich mit einer mittleren αβ-T-Zell-Depletion (log10) von 3,8 log-Stufen (3,5 - 4) und einer mittleren absoluten αβ-T-Zellen-Zahl von 1,36 x 106 (0,9-1,8 x 106).. Abbildung 2 zeigt eine repräsentative Durchflusszytometrie-Analyse vor und nach T-Zell-Depletion.. Nach der Depletion von αβ-T-Zellen aus den G-CSF-mobilisierten PBSC der vier Spender betrug die durchschnittliche Ausbeute von CD34-Stammzellen 66% (57%-71%) (Tabelle 1).. Die die mittlere Ausbeute von CD56+-NK-Zellen und γδ-T-Zellen nach Depletion aus nicht mobilisierten und mobilisierten Spendern betrug 80% (50-100%) beziehungsweise 92% (58-100%).. In vitro-Experimente zur Koloniebildung und in vivo-NOD-SCID IL2rnull: Um zu beurteilen, ob diese Methode zur αβ-T-Zelldepletion einen negativen Einfluss auf die biologische Funktion der Stammzellen hat, haben wir Repopulationsexperimente durchgeführt.. Für die Kolonie-Experimente wurden unberührte MNC, αβ-T-Zell-depletierte MNC oder vor der Depletion aus den MNC aufbereitete CD133+-Stammzellen in gleicher Anzahl in Methylzellulose plattiert.. Die Kolonien konnten nach 14 Tagen ausgewertet werden.. Die Anzahl verschiedener Kolonien (BFU-E, CFU-M und CFU-GM) war bei den getesteten Zellpopulationen gleich (Daten nicht gezeigt).. Bei den in vivo-Engraftment-Experimenten konnten wir zeigen, dass die Vorgehensweise der αβ-Depletion keinen Einfluss auf die Engraftment-Kapazität der Stammzellen hatte.. Im Knochenmark und Thymus von Mäusen, denen der αβ-depletierte Anteil injiziert wurde, konnten wir sogar ein besseres Engraftment menschlicher CD45+-Zellen beobachten als bei Mäusen, die mit der gleichen Menge an aufbereiteten CD133+-Stammzellen behandelt wurden.. Der Anteil der erkennbaren menschlichen Zellen in Milz und peripherem Blut war bei beiden Gruppen gleich.. Da dieses neubeschriebene Mausmodell myeloisches und lymphoides Engraftment unterstützt, haben wir die menschlichen CD45+-Zellen weiter auf Lymphozyten-Subpopulationen hin analysiert.. In der detaillierten Analyse wiesen die Mäuse, denen αβ-depletierte Stammzellen gegeben wurden, ein Engraftment-Niveau von CD3+-Zellen auf, das mindestens dem der Mäuse glich, die CD133-positiv-selektierte Transplantate bekommen hatten.. Die Mäuse der αβ-depletierten Gruppe wiesen signifikante Konzentrationen an γδ-T-Zellen auf, wie auch eine vielfach verzweigte Rekonstitution.. Fazit.. Die hier dargestellte Methode ermöglicht eine neue Qualität der Transplantatmanipulation mit möglichen signifikanten Vorteilen.. Die effektive αβ-T-Zelldepletion sollte die Verwendung von nicht HLA-passenden und NK-alloreaktiven Spenden ermöglichen.. Darüber hinaus könnte sie die Anwendung von reduced-intensity conditioning (RIC)-Regimen (intensitätsreduzierte Konditionierung) und die Verkürzung intensiver Immunsuppression ermöglichen und so zu vorteilhafteren Krankheitsverläufen und geringerer Mortalität bei der allogenen Transplantation führen.. Literatur.. [1] Originalarbeit: S Chaleff, M Otto, RC Barfield, T Leimig, R Lyengar, J Martin, M Holiday, J Houston, T Geiger, V Huppert and R Handgretinger (2007): A large-scale method for the selective depletion of αβ T lymphocytes from PBSC for allogeneic transplantation, Cytotherapy (9,) 8: 746-754.. Korrespondenzadresse Prof.. Rupert Handgretinger Eberhard-Karls-Universität Tübingen Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin Hoppe-Seyler-Straße 172076 Tübingen rupert.. handgretinger@med.. uni-tuebingen.. Rupert Handgretinger.. Universitätsklinikum Tübingen.. Stammzellen, T-Zellen, αβ-T-Lymphozyten, Durchflusszytometer.. de/spezialthemen/zelltechnologie/depletion-von-t-zellen-aus-peripheren-stammzellen..

    Original link path: /spezialthemen/zelltechnologie/depletion-von-t-zellen-aus-peripheren-stammzellen.html
    Open archive

  • Title: Einzelzellmessung mechanischer Eigenschaften - Laborwelt
    Descriptive info: Einzelzellmessung mechanischer Eigenschaften.. Zellsortierung.. Markierungsfreie Methoden zur Identifikation einzelner Zellen in komplexen Gemischen werden vielerorts diskutiert.. Besonders günstig ist es für zahlreiche Anwendungen, wenn die Untersuchung zusätzlich zerstörungsfrei abläuft, die Zellen also nicht beispielsweise lysiert werden müssen, um an Inhaltsstoffe zu gelangen, sondern nachträglich noch intakt zur Verfügung stehen.. Als Sortierungskriterium bietet sich die Auswertung der mechanischen Eigenschaften der Zellen an, die dank neuer Entwicklungen mit sehr geringem Aufwand schnell und automatisierbar vermessen werden können.. Prinzip und technische Umsetzung des elektrischen Stretchers.. Oben: Grundlage der Zelldehnung.. Das elektrische Feld zwischen zwei Elektroden polarisiert die Zelle.. Diese Ladungen werden von den Elektroden angezogen.. Unten: Praktische Umsetzung auf einem Chip.. Die Vergrößerung zeigt Stretcher-Elektroden im verzweigten Mikrokanal und Manipulationselektroden zum Sortieren der Zellen.. Ergebnis bei verschiedenen Zelltypen.. Oben: Dehnung zweier humaner neutrophiler Promyelozyten (HL-60) zwischen den Mikroelektroden.. Unten: Unterschiedliche Dehnung ε der murinen Fibroblastenlinien L-929 (lila) und 3T3 (grün).. Rechts: 37°C-Isotherme (rot) in Abhängigkeit von den experimentellen Parametern elektrische Spannung U und elektrische Leitfähigkeit σ.. Hierbei werden externe Kräfte an die einzelnen Zellen angelegt.. Aus der resultierenden Verformung werden Rückschlüsse auf ihre viskoelastischen Parameter gezogen.. Dieser Artikel stellt ein Zell-Stretcher-Verfahren vor, das besonders einfach in mikrofluidische Kanäle integriert werden kann.. Wir zeigen Anwendungsfelder auf und diskutieren mögliche Probleme.. Zellen werden in einem Gemisch verschiedener Zelltypen - wie sie in einer Patientenprobe auftreten - anhand spezifischer Biomarker identifiziert.. Als Biomarker kann zum Beispiel die Expression bestimmter Membranproteine dienen, die durch fluoreszente Liganden oder Antikörper markiert werden können, oder etwa der Nachweis charakteristischer Nukleinsäuresequenzen.. Soll die Zellidentifikation diagnostischen Zwecken dienen, muss beim Nachweis berücksichtigt werden, dass im medizinischen Umfeld ein geringstmöglicher Vorbereitungsaufwand und ein rasches Mess-ergebnis wichtig sind.. Zellmechanik als Biomarker.. Vor diesem Hintergrund bieten sich Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften verschiedener Zellen als Biomarker an.. Sie ermöglichen eine Zellanalyse ohne vorherige Färbeprozeduren und potentielle Artefakte durch hinzugefügte Reagenzien (labels).. Die im akademischen Bereich gebräuchlichste Technik zur Bestimmung der mechanischen Parameter lebender Zellen ist die Nanoindentation mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM)1.. Die Erweiterung um frequenzmodulierte Belastungen erlaubt darüber hinaus auch die Messung viskoelastischer Eigenschaften2.. Ungewöhnlichere Verfahren umfassen etwa die Beobachtung einer magnetisch induzierten Verschiebung von Partikeln, die an adhärente Zellen gekoppelt wurden3.. Einen wesentlichen Fortschritt der mechanischen Zellcharakterisierung stellte die Nutzung optischer Kräfte für die kontrollierte Verformung einzelner Zellen dar, aufgrund derer sich beispielsweise Zellen zweier unterschiedlich aggressiver Neoplasien unterscheiden ließen4.. Dieser optische Stretcher wurde in eine Durchflussmesszelle eingebaut, um seriell eine größere Anzahl von Zellen auswerten zu können.. Nachfolgende Arbeiten zielten auf einen quantitativen Vergleich der Optischen-Stretcher-Technologie mit der etablierten AFM-Technik ab5.. Diesem Ansatz ähnelt physikalisch die Verwendung elektrischer statt optischer Kräfte, um lebende Zellen mechanisch zu verformen und daraus charakteristische Materialeigenschaften zu bestimmen.. Die absolute Größe der ausgeübten Kräfte ist in beiden Fällen annähernd gleich.. Der elektrische Stretcher weist jedoch eine Reihe weiterer Vorteile gegenüber den optischen Aufbauten auf: Die Notwendigkeit einer Laser-Quelle entfällt, ebenso wie die der genauen Justage zweier Glasfasern.. Die Integration nahezu beliebig großer und geformter Mikroelektroden in Mikrofluidiken ist aufgrund langjähriger Entwicklung in diesem Gebiet6 deutlich einfacher zu bewerkstelligen als die von Glasfasern.. All dies schlägt sich nicht zuletzt im Preis eines zu konstruierenden Gerätes nieder.. Der erste Bericht eines dedizierten elektrischen Stretchers stammt aus der Zeit vor dem routinemäßigen Einsatz der Photolithographie, als Mikroelektroden noch aus Rasierklingen angefertigt wurden.. Zwar erbrachten diese Aufbauten wertvolle Daten, doch blieb ihr Einsatz meist auf grundlagenwissenschaftliche Fragestellungen zu den mechanischen Eigenschaften beispielsweise von Lipidmembranen beschränkt8 - mit begrenzter medizinischer Relevanz.. Erst in jüngster Zeit erfolgte die diagnostisch hochinteressante Nutzung der Zelldehnung als Biomarker mit den einfachen und kostengünstigen elektrischen Aufbauten.. Der elektrische Stretcher.. Das physikalische Grundprinzip des elektrischen Stretchers ist leicht verständlich: Die einzelne zu untersuchende Zelle wird in das elektrische Feld zwischen zwei Mikroelektroden gebracht.. Infolgedessen kommt es - bei geeigneter Wahl der experimentellen Parameter - innerhalb der Zelle zur Umorientierung von Molekülen mit Dipolcharakter oder auch zur Verschiebung der Gegenionen um fixe Ladungen herum.. All diese Effekte werden zusammengefasst als die Ausbildung von Polarisationsladungen in der Zelle bezeichnet (Abb.. Im Ergebnis befinden sich effektiv elektrische Ladungen in einem äußeren elektrischen Feld.. Gemäß den bekannten Gesetzen der Physik resultiert daraus eine wirkende Kraft.. Diese zieht die Ladungen zu den  ...   wurden Zellen desselben Typs (Fibroblasten) aus dem gleichen Organismus (Maus) verglichen.. Bereits bei einander derart nahe verwandten Zellen sind deutliche Unterschiede messbar.. Analoge Untersuchungen erfolgten auch für humane Brustkrebszellen (MCF-7) und nichtentartete Zellen aus dem gleichen Gewebe (MCF-10)4.. Bei diesen erwies sich das Mikrotubuligerüst als maßgeblich für ihr Dehnungsverhalten.. Eine weitere Anwendung des elektrischen Stretchers fokussierte sich auf die Identifikation von Faktoren, die für die Änderung der zellulären mechanischen Eigenschaften im Verlauf der Kultivierung verantwortlich sind.. Eine berechtigte Frage, die jede Manipulation lebender Zellen aufwirft, ist die nach der hervorgerufenen Schädigung.. Dies betrifft natürlich auch die Stretcher.. Während es für den optischen Bereich - nicht zuletzt, seitdem Laser-Pinzetten weite Verbreitung gefunden haben - umfangreiche Literatur über photoinduzierte Zellschädigungen gibt, sind bei elektrischen Feldern im Hochfrequenzbereich nach heutigem Wissensstand Schäden stets thermisch bedingt.. Der Strom, der durch das die Zellen umgebende Medium fließt, erzeugt gemäß dem Ohmschen Gesetz Wärme.. Dieser Vorgang ist klar physikalisch beschreibbar und beispielsweise mittels Infrarotthermographie quantifizierbar.. Im Ergebnis erhält man für die hier vorgestellten elektrischen Stretcher die in der Abbildung 2 gezeigte 37 °C-Isotherme in Abhängigkeit von den beiden experimentell einstellbaren Parametern elektrische Spannung U und elektrische Leitfähigkeit σ.. Wählt man einen der beiden Parameter (oder beide) hinreichend niedrig, so überschreitet die Temperatur in der Messkammer nicht die als zellunschädlich angenommenen 37 °C und andersherum.. Die blauen Geraden zeigen an, dass etwa bei einer elektrischen Spannung von 6 V eine elektrische Leitfähigkeit von maximal 250 mS/m verwendet werden dürfte.. Tatsächlich kam jedoch in sämtlichen genannten Arbeiten eine 50-fach niedrigere Leitfähigkeit zum Einsatz.. Die dazugehörige Gerade ist in der Abbildung 2 grün markiert und in dieser Darstellung von der Abszisse kaum noch zu unterscheiden.. Eine nennenswerte Erwärmung ist in diesem Bereich ausgeschlossen.. Die kritische Spannung zum Erreichen von 37 °C würde dort 40 V betragen - ein etwas pathologischer Wert.. Wie wird es weitergehen?.. Der wichtigste Schritt auf dem Weg in die Anwendung ist die Überführung eines als wertvoll erkannten Prinzips in ein nutzbares Gerät.. Entsprechende Tätigkeiten sind derzeit in Zusammenarbeit mit der ETH Lausanne im Gange.. Der wesentliche Vorteil der Methodik ist dabei - neben dem einfachen Messaufbau und dem Entfallen aufwendiger Probenvorbereitungsschritte - die geringe erforderliche Materialmenge.. Dies ermöglicht besonders patientenschonende Verfahren, wie die Feinnadelbiopsie.. Eine beispielhafte Anwendung in dieser Hinsicht ist die Selektion mesenchymaler Stammzellen aus Gelenkproben.. Eine biologische Fragestellung für zukünftige Untersuchungen wird sich darauf fokussieren, den Zusammenhang des Biomarkers Biomechanik mit den Intermediärfilamenten des Zytoskeletts weiter aufzuklären.. Seit Ende der 80er Jahre ist die Korrelation zwischen der Vimentinexpression und dem Metastasierungsgrad von Brustkrebs bekannt11.. Hier arbeiten die Stretcher um Größenordnungen schneller als jede biochemische Expressionsanalyse.. [1] Rotsch, C.. , Radmacher, M.. Biophys J 78 (2000), 520-535.. [2] Mahaffy, R.. E.. , Park, S.. , Gerde, E.. , Käs, J.. , Shih, C.. K.. , Biophys J 86 (2004), 1777-1793.. [3] Lenormand, G.. , Millet, E.. , Fabry, B.. , Butler, J.. P.. , Fredberg, J.. J.. , J R Soc Interface 1 (2004), 91-97.. [4] Guck, J.. , Schinkinger, S.. , Lincoln, B.. , Wottawah, F.. , Ebert, S.. , Romeyke, M.. , Lenz, D.. , Erickson, H.. M.. , Ananthakrishnan, R.. , Mitchell, D.. , Ulvick, S.. , Bilby, C.. , Biophys J 88 (2005), 3689-3698.. [5] Wottawah, F.. , Müller, K.. , Sauer, F.. , Travis, K.. , Guck, J.. , Acta Biomater 1 (2005), 263-271.. [6] Fuhr, G.. , Glasser, H.. , Müller, T.. , Schnelle, T.. , BBA 1201 (1994), 353-360.. [7] Engelhardt, H.. , Sackmann, E.. , Biophys J 54 (1988), 495-508.. [8] Thom, F.. , Gollek, H.. , J Electrostat 64 (2006), 53-61.. [9] Guido, I.. , Jaeger, M.. S.. , Duschl, C.. , Eur Biophys J 40 (2011), 281-288.. [10] Guido, I.. , Cytotechnology 62 (2010), 257-263.. [11] Fritsch, A.. , Höckel, M.. , Kiessling, T.. , Nnetu, K.. D.. , Wetzel, F.. , Zink, M.. A.. , Nat Phys 6 (2010), 730-732.. Korrespondenzadresse:.. Magnus Jäger.. Tel.. : +49-(0)-331-58187-305.. Fax: +49-(0)-331-58187-399.. magnus.. jaeger@ibmt.. fraunhofer.. Isabella Guido.. Department of Biomedical Engineering.. College of Engineering.. Peking University.. Beijing.. China; Dr.. Claus Duschl.. Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT).. Zellsortierung, Zellbiologie, Isabella Guido, Magnus Jäger, Claus Duschl, Zell-Stretcher-Verfahren.. de/spezialthemen/zelltechnologie/einzelzellmessung-mechanischer-eigenschaften..

    Original link path: /spezialthemen/zelltechnologie/einzelzellmessung-mechanischer-eigenschaften.html
    Open archive

  • Title: Zelltechnik-Innovationen für die Industrie - Laborwelt
    Descriptive info: Zelltechnik-Innovationen für die Industrie.. Technologietransfer.. Ob Stammzelltechnologie, Zelltracking, Herstellung von Biomaterialien, Aquakultur, Inkubatoren oder zellbasierte Systeme zur Arzneimitteltestung - die neugegründete Deutsche Gesellschaft.. Industrielle Zelltechnik e.. V.. will das Know-how von Forschern und Unternehmen bündeln, um innovative Plattformtechnologien der Zelltechnik in die Anwendung zu überführen.. Aus Forellenlarven differenzierte Herzmuskelzellen ähneln humanen Kardiomyozyten viel mehr als Mausherzzellen.. Nutzen wollen Forscher dies bei der Bestimmung der Herztoxizität von Wirkstoffen in zellbasierten Testsystemen, zum Beispiel auf Basis von Multielektroden-Arrays.. Autor.. Stammzellen aus dem Pankreas besiedeln die flexiblen Sonden.. Phalloidin färbt den Zellkörper rot und DAPI die Zellkerne blau.. Das Sondenmaterial erscheint durch die Eigenfluoreszenz pink.. Die Gründungsmitglieder der Deutschen Gesellschaft für Industrielle Zelltechnik und Wolfgang-Dieter Glanz (3.. v.. rechts) vom Ministerium für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr des Landes Schleswig-Holstein (v.. l.. n.. r.. ): Prof.. Ralf Pörtner (TU Hamburg-Harburg), Dr.. Oskar-W.. Reif (Sartorius Stedim Biotech GmbH), Dr.. Cordula Kroll (Eppendorf AG), Rüdiger Schacht (IHK Lübeck), Dr.. Mira Grättinger (European ScreeningPort GmbH), Dr.. Oliver Wehmeier (CCS Cell Culture Service GmbH), Dr.. Viola Bronsema (BIO Deutschland e.. ), Dr.. Kathrin Adlkofer (Norgenta Norddeutsche Life Science Agentur GmbH) Prof.. Charli Kruse (Fraunhofer-EMB).. Im Vordergrund stehen dabei die Translation komplexer 3D-Zellkultursysteme, Analysetechnologien, die Herstellung von Instrumenten und Materialien (z.. Biomimetika/intelligente Scaffolds) für biomedizinische, medizintechnische und lebensmitteltechnologische Anwendungen.. Die interdisziplinäre Vernetzung und Zusammenarbeit der Akteure, gemeinsame Veranstaltungen, die Förderung des Fachkräfte-Nachwuchses und eine internationale verbesserte Wettbewebsfähigkeit bei biomedizinischen Innovationen sind erklärte Ziele der auf dem 2.. Kongress Industrielle Zelltechnik Anfang September in Lübeck ins Leben gerufenen Interessenvertretung.. Unter den zehn Gründungsmitgliedern (vgl.. Foto) der administrativ von der Norddeutschen Life Science Agentur Norgenta geführten Gesellschaft befindet sich auch der Biotechnologie-Unternehmensverband BIO Deutschland.. Dieser wird die fachpolitischen Interessen der beteiligten Forscher und Firmen übernehmen.. In diesem Beitrag werden exemplarisch einige der an der Fraunhofer-EMB entwickelten und auf dem Kongress präsentierten Innovationen vorgestellt.. Besonders das Feld der Stammzellkultur und -differenzierung könnte vom Verfahren der optischen Zeitraffermikroskopie profitieren, das durch eine am Fraunhofer-EMB entwickelte Software nun erstmals die automatisierte mikroskopische Überwachung in vitro kultivierter Einzelzellen gestattet.. In Abständen von 1-15 Minuten werden dabei die Zellen während des Wachstums in der Kulturschale mit einem automatisierten Mikroskop aufgenommen, das durch aktive Fokusnachführung so stabil ist, dass es zuverlässige Zellbeobachtungen über viele Tage erlaubt.. Bisherige Analysen der Bilderfolgen erforderten stets die manuelle Überwachung der Zellen mit Auge und Hand, was einen enormen Aufwand bedeutet und keine durchgängige Zuverlässigkeit garantiert.. An der Fraunhofer-EMB konnten Wissenschaftler das Zelltracking mittels einer Software nun vollständig automatisieren: Eine systematische Fehlersuche überprüft dabei die Trackingresultate und nur vertrauenswürdige Ergebnisse werden an den Experimentator weitergereicht.. Aus diesen lassen sich statistisch signifikante Parameter und Merkmalsbündel (sog.. Deskriptoren) berechnen, die die eindeutige Identifikation und Qualitätskontrolle von Zellpopulationen eröffnen.. Das Verfahren ermöglicht Aussagen zu Lebenszeitverteilungen, Teilungssymmetrie, Migrations- und Wachstumsverhalten, den inneren Zellbewegungen und Zellformen sowie das automatische Auffinden von proliferativen hot spots.. Unlängst berichteten Becker et al.. 1 über  ...   3 setzten dazu flexible Elektroden ein, deren Elektrodenmaterial außer an den Stimulationspunkten, von einer Polyimidhülle umgeben ist.. Auf dem Kunststoffmantel immobilisierten sie glanduläre Stammzellen aus Acinuszellen des Pankreas.. Erste Tests zeigen, dass die Stammzellen ihre Differenzierungsfähigkeit auch nach Immobilisierung behielten.. Zudem konnte demonstriert werden, dass das Aufbringen eines Hydrogels auf die Zellen, der Zellabrasion bei Einführen der Elektroden wirksam entgegenwirkt.. In derzeit laufenden Untersuchungen konnte belegt werden, dass die Schutzschicht weder die Zellmigration noch die Zellteilung beeinträchtigt.. Tierversuche sollen bisher weltweit fehlende Daten zur Langzeitintegration der Elektroden liefern.. Marine Biotechnologie.. Der Fisch gilt aufgrund seines hohen Regenerationspotentials als geeignetes Modell, zum Beispiel in der Herzforschung.. Wissenschaftler der Fraunhofer-EMB haben ein Testsystem aus Fischzellen entwickelt, bei dem über lange Zeit autonom kontrahierende 3D-Herzzellaggregate in vitro generiert werden4.. Analysen mittels Immunhistochemie, PCR und Elektronenmikroskopie belegen die Existenz von Molekülen und Strukturen vollentwickelter Herzzellen, die wie im Herzorgan über Zell-Zellverbindungen miteinander verbunden und elektrisch gekoppelt sind.. Weiterhin konnte die spontane Kontraktion durch ein Schrittmacherzentrum geklärt werden.. In weiteren Untersuchungen wurden die elektrophysiologischen Eigenschaften der aus Fischzellen differenzierten Herzzellen untersucht.. Das in vitro-Modell weist wie alle Herzzellen in Fisch eine schnelle Depolarisation, eine ausgeprägte Plateauphase und eine schnelle Repolarisation auf, die dem Aktionspotential von humanen Herzzellen ähnelt.. Des Weiteren konnten Grunow et al.. 5 die Sensitivitäten von zwei Ionenkanälen des Herzens gegenüber Arzneimittelkandidaten belegen, die auch in humanen Kardiomyozyten vorhanden sind.. Diese Aggregate können relativ einfach in großen Mengen hergestellt werden, da dazu keine Wachstumsfaktoren erforderlich sind.. Aufgrund ihres dem Menschen ähnlichen Aktionspotentials könnten sie als human-relevantes Herzmodell eingesetzt werden.. [1] Becker et al.. Adaptive Mitosis Detection in Large in vitro Stem Cell Populations using Timelapse Microscopy.. Proc.. Bildverabeitung für die Medizin (BVM), Luebeck, Germany, Informatik aktuell, pp.. 49-53, 2011.. [2] Petschnik et al.. A novel xenogeneic co-culture system to examine neuronal differentiation capability of various adult human stem cells.. PLoS One.. 2011; 6(9): e24944.. [3] Richter et al.. Frontiers in Neuroprosthetics, (2011).. Cellular modulation of polymeric device surfaces: promise of adult stem cells for neuroprosthetics.. Front.. Neurosci.. 5:114.. 3389/fnins.. 2011.. 00114.. [4] Grunow et al.. In vitro developed spontaneously contracting cardiomyocytes from rainbow trout as a model system for human heart research.. Cellular Physiology and Biochemistry (2011) 27, 01-12.. [5] Grunow et al.. In vitro expansion of autonomously contracting, cardiomyogenic structures from rainbow trout Oncorhynchus mykiss.. Journal of fish biology (2010) 76, 427-434.. [6] Berghmans et al.. Zebrafish based assays for the assessment of cardiac, visual and gut funtion-potential safety screen for early drug discovery.. J Phamacol Toxicol Methods 2008; 58: 59-68.. [7] Brette et al.. Characterization of isolated ventricular myocytes from adult zebrafish (Danio rerio).. Biochem Biophys Res Commun 2008; 374:143-146.. Anja Rasch.. Deutsche Gesellschaft Industrielle Zelltechnik.. info@industrielle-zelltechnik.. www.. industrielle-zelltechnik.. info@emb.. emb.. Gesellschaft für Industrielle Zelltechnik e.. Norgenta Lübeck an der Fraunhofer-Einrichtung für Marine Biotechnologie (EMB).. Lübeck.. Technologietransfer, Zelltechnik, Fraunhofer Institut für Marine Biotechnologie, EMB.. de/spezialthemen/zelltechnologie/zelltechnik-innovationen-fuer-die-industrie..

    Original link path: /spezialthemen/zelltechnologie/zelltechnik-innovationen-fuer-die-industrie.html
    Open archive

  • Title: Laborwelt Spezial: Diagnostik - Laborwelt
    Descriptive info: Neue Diagnostik: mehr als PR?.. Noch liegen die Anwendungen von Next-Generation-Sequenziermaschinen vor allem in der molekular orientierten Forschung.. Doch deuten immer mehr wissenschaftliche Publikationen auch auf potentielle Anwendungen an der Schnittstelle zur Medizin.. Roche Applied Science.. Molekulardiagnostische Verfahren zum Nachweis pathogener Viren erfordern immer bessere und schnellere Verfahren zur DNA-Extraktion.. Allerdings stehen die beteiligten Unternehmen vor riesigen Herausforderungen, wenn sie ernsthaft den großen Diagnostikmarkt in ihre Überlegungen einbeziehen wollen.. Gilt es doch, die Systeme narrensicher anwendbar für eine Anwendergruppe in Diagnostik-Großlabors zu machen, die bei weitem nicht über die wissenschaftliche Expertise der Anwender in Forschungslabors verfügt.. Dazu kommen haftungsrechtliche Fragen, die schnell teuer werden können, etwa wenn  ...   dem Next-Generation Sequencing „signifikante Marktchancen in den Zukunftsfeldern Frühdiagnose, Patientenstratifizierung und Personalisierte Medizin“ ohne diese jedoch zu beziffern.. Erste Serviceanbieter, wie die Frankfurter bio.. logis GmbH oder die GATC Biotech-Tochter LifeCodexx AG in Konstanz nutzen bereits die Sequenzer für molekulardiagnostische Dienstleistungen.. Zwischen den Anbietern der NGS-Plattformen ist angesichts der zukunftsweisenden Anwendungen der Technologie ein heftiger Wettbewerb entbrannt, der die Kosten drückt und die Technologieentwicklung beschleunigt.. Neben der Werbung für das eigene Produkt steht daher dessen stete Fortentwicklung im Fokus.. Next-Generation Sequencing, Kosten, mikrobielle Diagnostik.. EHEC-Ausbruch 2011.. Neue ivD-Plattform.. Genexpressionsprofiling von Leukämiezellen.. SteroIDQ® Kit setzt neue Maßstäbe in der Steroidhormonanalyse.. Point-of-Care-Diagnose der Sepsis - Fast Diagnosis.. Heft 4/2011.. de/spezialthemen/diagnostik..

    Original link path: /spezialthemen/diagnostik.html
    Open archive

  • Title: EHEC-Ausbruch 2011 - Laborwelt
    Descriptive info: EHEC-Ausbruch 2011.. EHEC-Ausbruch 2011: Next Generation Sequencing von Bakterien in Echtzeit.. Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster waren in Kooperation mit der Life Technologies Corp.. die Ersten, die am 3.. Juni 2011 eine Genomsequenz des EHEC-Isolats O104:H4 des Mitte Mai 2011 begonnenen deutschen Ausbruchs öffentlich zugänglich machten.. Die publizierte erstmalige Anwendung einer Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) ist zugleich die erste Quasi-Echtzeitsequenzierung eines bakteriellen Genoms.. Dies läutet den Beginn einer neuen Disziplin ein: der prospektiven genomischen Epidemiologie.. Kleine, günstige und schnelle ‚Next Generation Sequencing’-Systeme könnten in Kürze große Verbreitung in der Routinediagnostik im Gesundheitssystem und in der klinischen Mikrobiologie finden.. HZI, Manfred Rhode.. Elektronenmikroskopische Aufnahme von EHEC - Enterohämorrhagische Escherichia coli.. med.. Dag Harmsen leitet die Forschungsabteilung an der Poliklinik für Parodontologie der Westfälischen Wilhelms-Universität.. :.. Welche Perspektiven eröffnet Ihr Paper?.. Harmsen.. Schon bei der genomischen Analyse des EHEC-Ausbruchs 2011 in Deutschland waren wir ex-trem schnell.. Es war weltweit die erste publizierte Anwendung des Next Generation Sequencings (NGS) im Rahmen eines Ausbruchsgeschehens nahezu in Echtzeit.. Unsere Studie ist daher quasi die Geburtsstunde einer neuen Disziplin, nämlich der prospektiven genomischen Epidemiologie.. Diese hat großes Potential, die klassische Epidemiologie künftig zu ergänzen, wie jüngste Arbeiten zeigen.. Zuletzt berichteten wir über die Echtzeitsequenzierung multi-resistenter Klebsiella OXA-48-Isolate in Kooperation mit der Nationalen Niederländischen Gesundheitsbehörde RIVM.. Die Ergebnisse bildeten unmittelbar die Grundlage für die Entwicklung eines spezifischen Testes.. Das war das erste Mal, dass die Genomforschung sozusagen in Echtzeit in der medizinischen Diagnostik ankam.. Niederländische Krankenhäuser nutzen bereits diesen Test zum Screening von Neuaufnahmen, um Ausbruchsketten zu beenden und damit präventiv weitere Infektionen zu verhindern.. Worin liegen aus Ihrer Sicht methodische Stärken, wo Limitationen des genutzten Sequenzierungsansatzes auf der Personal Genome Machine von Ion Torrent?.. Im Vergleich zu den seit 2005 am Markt etablierten „großen“ und teuren Hochdurchsatz-Systemen wie GS FLX (Roche/454 Life Sciences),  ...   der Illumina-Technik, jedoch sind hier häufiger Substitutionsfehler zu beobachten.. Charakteristisch für die Pyrosequenzierung sind ferner im Vergleich zu Illumina- und SOLiD-Geräten längere Leseweiten (GS Junior 400 Basen bzw.. PGM momentan 200 Basen).. Das Besondere am PGM ist jedoch, dass die Detektion der Sequenzierprodukte nicht fluores-zenzbasiert – wie bei allen anderen NGS- Plattformen – sondern mittels eines Semikonduktors pH-basiert ist.. Hierdurch ergeben sich schon jetzt manifeste praktische – und auch theoretisch – Vorteile, welche noch in die Praxis translatiert werden müssen.. So können durch das Weglassen von Fluoreszenzfarbstoffen sowohl günstigere Geräte – ohne optische Detektionseinheit – als auch niedrigere Verbrauchsmittelkosten erzielt werden.. Auch entfällt die sehr Speicher- und CPU-intensive Bildbearbeitung nach der Generierung der Rohdaten.. Schließlich ist seit der Markteinführung des PGMs Anfang dieses Jahres eine rasante Fortentwicklung der Plattform zu beobachten – mit einem noch nicht absehbaren Ende.. Was sind die nächsten Schritte auf diesem spannenden Weg?.. Perspektivisch arbeiten wir an der Optimierung der nachgeschalteten bioinformatischen Analyse der NGS-Daten.. Konkreter: Wir wollen diese Daten in Koppelung mit Geo-Informations-Systemen (GIS) und Raum-Zeit-Clusteranalysen für Ausbruchs-Frühwarnsysteme nutzen.. Längerfristig haben wir die Vision, aus den Daten mittels Expertensystemen einen ein- bis zweiseitigen umgangssprachlichen Bericht für Ärzte und/oder Epidemiologen zu erstellen.. Zum Paper.. PLoS One doi:10.. 1371/journal.. pone.. 0022751.. Prospective genomic characterization of the German enterohemorrhagic Escherichia coli O104:H4 outbreak by rapid next generation sequencing technology.. ,.. Alexander Mellmann.. *.. , Dag Harmsen.. *+.. , Craig A.. Cummings.. , Emily B.. Zentz, Shana R.. Leopold, Alain Rico, Karola Prior, Rafael Szczepanowski, Yongmei Ji, Wenlan Zhang, Stephen F.. McLaughlin, John K.. Henkhaus, Benjamin Leopold, Martina Bielaszewska, Rita Prager, Pius M.. Brzoska, Richard L.. Moore, Simone Guenther, Jonathan M.. Rothberg, Helge Karch.. (.. +.. korrespondierer Autor,.. Hauptautoren).. sequenzbasierte Erregerdiagnostik, Epidemiologie, Next-Generation-Sequencing, Desktop-Sequenzer, Roche/454, IonTorrent, Kosteneffizienz, Gesundheitswesen.. Diagnostik.. de/spezialthemen/diagnostik/ehec-ausbruch-2011.. Kostenloser Newsletter!.. Immer gut Informiert!.. Alle Neuigkeiten im Überblick!.. Die aktuellsten Termine!.. Newsletter..

    Original link path: /spezialthemen/diagnostik/ehec-ausbruch-2011.html
    Open archive





  • Archived pages: 775