Wissenschaftlicher Mitarbeiter / PostDoc in der biomedizinischen Grundlagenforschung

Wissenschaftlicher Mitarbeiter (Post-Doc)


Max Planck Institut für Molekulare Genetik


August 2008 - März 2010


http://www.molgen.mpg.de/research/mundlos


1. Technische Schwerpunkte

1.1 Generierung von Mausmutanten und deren anschließende Charakterisierung

Als Mausmutanten bezeichnet man Mäuse, bei denen durch das Einführen fremder DNA eine Erbgutveränderung erreicht wurde und die dadurch zu künstlichen Mutanten wurden (Definition gemäß der Empfehlung der Arbeitsgemeinschaft der Tierschutzbeauftragten).

   

  konventionelle knock-out Maus
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Bei der konventionellen knockout-Technologie wird in der Labormaus ein Gen gezielt ausgeschaltet (Ausfallmutanten), so dass diese das entsprechende Produkt (Protein) nicht mehr produzieren können. Durch die Analyse dieser Mutante lassen sich Rückschlüsse über die Funktion des ausgeschalteten Gens ziehen. Diese Informationen helfen der Aufklärung der (molekularen) Ursachen menschlicher Erkrankungen und können als Basis für die Entwicklung neuer Medikamente dienen.

 

  konditionelle knock-out Maus
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Die Inaktivierung eines für den Organismus lebenswichtigen Gens kann zum frühzeitigen versterben der Mausmutante führen. Somit ist eine weitere Untersuchung des Bedeutung des Gen nicht mehr möglich. Aus diesem Grund werden konditionelle knockout-Mäuse erzeugt, bei denen das jeweilige Gen nur in bestimmten Geweben und zu einer bestimmten Zeit wieder ausgeschaltet wird.

 

  knock-in Maus
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Bei knock-in Mäusen werden zusätzliche Gene in das Genom der Maus eingefügt. So können beispielsweise Genprodukte (Proteine) in der Maus "überproduziert" werden und die daraus entstehenden Konsequenzen für den Organismus untersucht werden.

 

1.2 Entwicklung und Etablierung von RNA-Interferenz (RNAi) Systemen

Unter der RNA-Interefernz (RNAi) versteht man einen Mechanismus, welcher in die Proteinbiosynthese eingreift und die Produktion eines spezifischen Gens hemmt (knock-down).

   

  transiente RNAi
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Bei der transienten RNAi ist die Hemmung des jeweiligen Gens nur temporär. Durch diese Variante der RNAi können kurzzeitige Effekte auf Regulationsmechanismen in der Zellkultur und in der Labormaus untersucht werden. Aufgrund des großen Potentials dieser Technologie werden bereits gentherapeutische Ansätze erprobt.

 

  stabile RNAi
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Bei der stabilen RNAi wird das jeweilige Gen permanent gehemmt, wobei ein vollständiger knock-out eher selten ist. Durch diese Variante der RNAi lassen sich Langzeituntersuchungen in der Zellkultur und der Labormaus realisieren.

 

  Anwendung der RNAi in der Maus (in vivo)
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Sowohl die transiente als auch die stabile RNAi finden bereits in der Labormaus Anwendung. Im Verglich zur knock-out Technologie können mit der RNAi neue Untersuchungsstrategien verfolgt werden. Ein Fokus der Grundlagenforschung liegt dabei auf der Entwicklung von Gentherapeutikern. Erste Untersuchungen im Tiermodell verlaufen viel versprechend ...

 

2. Thematische Schwerpunkte

2.1 Neurofibromatose Typ 1 (NF1)

 

Neurofibromatose Typ I (NF1) ist eine Multisystemerkrankung hervorgerufen durch Mutationen im NF1-Gen. Das Skelettsystem ist in ca. 50% der Patienten betroffen. Schwere und progressive Skoliose, angeborene Verbiegung der Tibia mit Pseudarthorse, lokaler Gigantismus und Dysplasie des Sphenoids sind häufige orthopädische Komplikationen. Die Arbeitshypothese geht davon aus, dass die skelettären Veränderungen bei NF1 direkt auf eine bisher ungekannte Rolle von Neurofibromin, dem Genprodukt des NF1-Gens zurückzuführen ist. Neurofibromin hat eine Rolle in der Regulation von Ras, welches eine wichtige intrazelluläre Signalkaskade steuert. Ras seinerseits den AP1-Transkriptionskomplex, der Verbindungen zum für die Knochenentwicklung wichtigen TGFß/BMP Signalwegs aufweist. Durch ein Mausmodell soll die Rolle von Neurfibromin selektiv im Knochen untersucht werden. Hierzu werden Nf1/loxP Mäuse verwendet, mit denen das Nf1-Gen selektiv ausgeschaltet werden kann, wenn sie mit Mäuse gekreuzt werden, die Cre-Rekombinase exprimieren. Nf1/loxP Mäuse werden mit Mäusen gekreutzt, die Cre-rekombinase unter dem Kollagen Typ II (Col2a1) Promotor (Chondrozyten-spezifisch), unter dem Kollagen Type I (Col1a1) Promotor (Osteblasten-spezifisch) und unter dem TRAP Promotor (Osteoklasten-spezifisch) exprimieren. Dies erlaubt eine Gewebe-spezifische Inaktivierung von Nf1 in Knorpel, Knochen und Osteoklasten. Die Mäuse werden dann auf ihren Knochenphänotyp hin untersucht. Bisherige Forschungsergebnisse sind den Rubriken "Beiträge in Fachzeitschriften" und "Kongressbeiträge" zu entnehmen.