Europäische Union fördert Exzellenznetzwerk ENFIN über fünf Jahre mit insgesamt 9 Millionen Euro

Noch immer trennt eine scharfe Linie die im Labor tätigen "nassen" Biologen von den theoretisch arbeitenden Biologen und Bioinformatikern. Dies zu ändern ist Ziel des "Experimentellen Netzwerkes für Funktionelle Integration" (ENFIN). Das europäische Exzellenznetzwerk vereint eine Reihe der besten theoretischen und experimentell tätigen Wissenschaftler Europas. In nur fünf Jahren wollen sie ein virtuelles Institut errichten, das die Methoden der Computational Systems Biology (rechnergestützten Systembiologie) für Forscher und Experimentatoren aus Europa und der ganzen Welt zugänglich macht. Insgesamt 20 Arbeitsgruppen aus 17 Einrichtungen in 13 Ländern, darunter auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin, bilden das ENFIN-Netzwerk. Die europäische Union unterstützt das Projekt fünf Jahre lang mit insgesamt neun Millionen Euro.

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Neue Methoden und Technologien für die Herstellung von Leberzellen aus Stammzellen sind Ziel eines neuen BMBF geförderten Forschungsverbundes. Damit sollen Grundlagen für die Entwicklung stammzellbasierter Lebertherapieverfahren geschaffen werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert im Programm "Zellbasierte Regenerative Medizin" das Projekt zur Stammzell-basierten Leberregeneration unter Koordination von Prof. Jörg Gerlach und Dr. Katrin Zeilinger in der Charité-Universitätsmedizin Berlin.

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Berliner Wissenschaftler identifizieren Gene, die für erste Schritte in der Entwicklung des Menschen verantwortlich sind

Wissenschaftler knüpfen große Erwartungen an den Einsatz embryonaler Stammzellen. Ihre Handhabung und insbesondere eine gezielte Differenzierung zu verschiedenen Zelltypen ist jedoch noch mit großen Schwierigkeiten verbunden. Forscher des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik, der Universität Leeds in Großbritannien und der Cornell-Universität in New York haben jetzt die ersten Gene identifiziert, welche die Steuerung der ersten unterschiedlichen Gewebearten beim Menschen übernehmen. In der Zeitschrift Stem Cells beschreiben sie, dass insbesondere die Gene OCT4, NANOG und CDX2 für Entstehung und Erhalt von innerer Zellmasse und Trophektoderm im Rahmen der Embryonalentwicklung verantwortlich sind. Ihre Ergebnisse sind von großer Bedeutung für Entwicklung einer gezielten Zellproduktion aus embryonalen Stammzellen (Stem Cells Express; doi:10.1634/stemcells. 2005-0113, epub ahead of print August 4, 2005).

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Berliner Wissenschaftler identifizieren ein Gen, das die Beweglichkeit einzelner Spermien beeinflusst

Seit Gregor Mendel ist bekannt, dass heterozygote Organismen die unterschiedliche Ausprägung ihrer Gene mit gleicher Häufigkeit auf die Nachkommen verteilen. Wissenschaftler vom Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik fanden jetzt eine Ausnahme von dieser Regel. In der Fachzeitschrift Nature Genetics beschreiben sie eine Gruppe von Genen, die von männlichen Tieren in mutierter Form zu 99% weitervererbt wird. Dabei zeigen die Forscher erstmalig die molekulare Beschaffenheit eines sogenannten Distorter-Gens, dessen Genprodukte die Schwimmfähigkeit von Spermienzellen beeinflussen. Die Wissenschaftler hoffen, mit Hilfe dieser Erkenntnisse gezielt das Geschlecht landwirtschaftlicher Nutztiere beeinflussen zu können (Nature Genetics 2005; DOI 10.1038/ng1617, Epub ahead of print 2005 Aug 14).

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Wissenschaftler vermuten Beteiligung der Stresshormon-Kaskade an der Entstehung des Rett-Syndroms

Das Rett-Syndrom, eine schwere Form der geistigen Behinderung, wird durch spontane Mutationen im MECP2-Gen ausgelöst. Bislang ist nicht bekannt, welcher Mechanismus für die schweren Entwicklungsstörungen verantwortlich ist, unter denen die Betroffenen leiden. Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik und der Universität Edinburgh ist es jetzt gelungen, Zielgene von MECP2 im Mausmodell zu identifizieren. In der Fachzeitschrift Human Molecular Genetics beschreiben sie, dass die Überaktivität der "Stresshormon-Kaskade" für einen Teil der Symptome des Rett-Syndroms verantwortlich sein könnte. Dies könnte einen Weg für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze zur Behandlung des Rett-Syndroms eröffnen.

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Berliner Wissenschaftler präsentieren erstes umfassendes Modell einer "virtuellen Zelle"

Eine der spannendsten Forschungsrichtungen unserer Zeit ist die Systembiologie. Ihr Ziel ist es, eine Zelle oder ein Organ mit allen seinen Reaktionen (z. B. Umweltanpassung, Alterung oder Immunabwehr) zu verstehen, mathematisch abzubilden und am Computer zu simulieren. Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg gelang jetzt einer Gruppe von Wissenschaftlern aus Berlin und Göteborg. In der renommierten Fachzeitschrift Nature Biotechnology präsentieren sie das erste umfassende systembiologische Modell zur Beschreibung der Reaktion von Hefezellen auf veränderte Außenbedingungen. Das Modell bezieht unterschiedliche Prozesse wie Signalwege, Genexpression und Stoffwechselgeschehen, aber auch die Volumenveränderung der Zelle und die Regulation des osmotischen Druckes mit ein. Durch die Verbindung von Modell und Laborexperimenten konnten die Forscher zeigen, dass an komplexen Vorgängen in der Zelle sowohl biochemische als auch biophysikalische Prozesse beteiligt sind. Für ein umfassendes Verständnis der zelluläre Regulation ist daher aus ihrer Sicht die Modellierung der unterschiedlichen Ebenen von Zellabläufen unerlässlich. (Nature Biotechnology 2005, doi:10.1038/nbt1114, published online).

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Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik postulieren neues Maß für Darwin's "Fitness"

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin und der Universität Göttingen postulieren eine neue Sichtweise für die Überlebenschancen von Arten. Mit Computersimulationen und empirischen Studien bestätigen sie die Theorie, dass die Durchsetzungsfähigkeit einer Art vor allem von der Geschwindigkeit abhängt, mit der eine Population nach einer Störung wieder zu ihrer ursprünglichen Größe zurückkehrt. Die Forscher hoffen, mit Hilfe dieses Modells genaue Vorhersagen für die quantitative Entwicklung von Arten, von Bakterienstämmen bis hin zu großen Säugetieren, machen zu können (Proc. R. Soc. B (2005) 272:741-749; Proc. R. Soc. B, doi: 10.1098/rspb. 2004.3032, published online).

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Nachwuchswissenschaftler des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik für ihre Arbeiten ausgezeichnet

Gleich drei Doktoranden des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik wurden in diesem Jahr für ihre Arbeiten ausgezeichnet. Bereits im März erhielt Philipp Angenendt den Dieter-Rampacher-Preis 2004 für seine Dissertation "Studien zur Optimierung und Anwendung von Protein-Arrays". Sarah Althea Shoichet wurde auf der diesjährigen Hauptversammlung der Max-Planck-Gesellschaft für ihre Untersuchungen zur Aufklärung der molekularen Ursachen von erblichen Hirnfunktionsstörungen mit der Otto-Hahn-Medaille geehrt. Auf dem Schloessmann-Seminar 2005 wurde Sebastian Haesler für seine Arbeit über den Beitrag eines Gens (FoxP2) zur Entwicklungsregulation des Gesangslernen beim Zebrafinken mit einem Schloessmann-Preis in der Kategorie Doktoranden ausgezeichnet. Sein Preis wurde mit dem Zusatz "Erster Preis" versehen.

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Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin erzielen wichtige Durchbrüche bei der Aufklärung der Struktur der Ribosomen

Gleich zwei wichtige Erfolge kann eine Gruppe von Wissenschaftlern am Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik vermelden. Gemeinsam mit einer amerikanischen Partnergruppe konnten die Forscher unter der Leitung von Dr. Paola Fucini die dreidimensionale Struktur einer wichtigen Bindungsstelle des Ribosoms einschließlich eines daran gebundenen Proteins vorstellen. In der neuesten Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Molecular Cell beschreiben sie die genaue Bindung der hochkonservierten GTPase Era an die kleine Untereinheit des Ribosoms, wodurch die letzten Schritte bei der Zusammensetzung der ribosomalen Untereinheiten für die Synthese von Proteinen aktiviert werden (Mol Cell 18:319-329, 2005). Schon Anfang des Jahres gelang es den Wissenschaftlern, die dreidimensionale Struktur der großen Untereinheit des Ribosoms mit daran gebundenem Ribosomen-Recycling-Faktor aufzuklären. Die inzwischen zum Patent eingereichte Struktur eröffnet den Weg für die gezielte Entwicklung einer neuen Klasse von Antibiotika (EMBO J 24(2):251-60, 2005).

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Ein Team von Wissenschaftlern aus drei Max-Planck-Instituten in Tübingen und Berlin hat eine detaillierte Aktivitätskarte für fast alle Gene der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) vorgelegt. In der renommierten Fachzeitschrift Nature Genetics beschreiben die Forscher die Aktivität fast aller Gene in verschiedenen Entwicklungsstadien der Pflanze und verschiedenen Organen wie Blüte oder Wurzel. Sie fanden heraus, dass die Ackerschmalwand für ihre natürliche Entwicklung bereits mehr als 90% ihrer Gene benötigt. Für die Reaktion auf Umwelteinflüsse wie Temperaturschwankungen oder Schädlingsbefall stehen ihr somit weniger als 10% ihrer Gene zur Verfügung. (Nature Genetics Advance Online Publication, 3. April 2005, doi:10.1038/ng1543).

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Biologie und Evolution des gemeinsamen Geschlechtschromosoms von Frau und Mann

Umfassende Sequenzanalyse des menschlichen X Chromosoms publiziert

Gemeinsam mit drei der weltgrößten Genomzentren in GB und den USA haben vier deutsche Gruppen vom Leibniz-Institut für Molekulare Biotechnologie (IMB, Jena), dem Max-Planck-Institut für molekulare Genetik (MPIMG, Berlin-Dahlem), der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU, München) und dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ, Heidelberg) ihr Ziel nach mehr als 12 Jahren intensiver Forschungsarbeit erreicht. Sie veröffentlichen am 17. März in der renommierten internationalen Fachzeitschrift NATURE ihre umfassende Analyse der fertiggestellten DNA-Sequenz des menschlichen X-Chromosoms.

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"Concepts, Implementation and Application" by Klipp, Edda / Herwig, Ralf / Kowald, Axel / Wierling, Christoph / Lehrach, Hans

Presenting the main concepts, this book leads students as well as advanced researchers from different disciplines to an understanding of current ideas in the complex field of comprehensive experimental investigation of biological objects, analysis of data, development of models, simulation, and hypothesis generation.

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Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin erhalten Genehmigung zur Untersuchung humaner embryonaler Stammzellen

Embryonale Stammzellen sind für die Wissenschaft deshalb so interessant, weil sie die Fähigkeit besitzen, sich zu gänzlich unterschiedlichen Zelltypen zu entwickeln. Diese Eigenschaft wird als Pluripotenz bezeichnet. Im Laufe der Entwicklung des Organismus werden die Zellen z.B. zu Nerven-, Muskel- oder Knorpelzellen und verlieren damit die Eigenschaft der Pluripotenz.

Was aber verleiht den embryonalen Stammzellen diese besondere Eigenschaft? Dieser Frage wollen Forscher des Max-Planck-Institutes für molekulare Genetik in Berlin auf den Grund gehen. Nachdem ihnen nun vom Robert-Koch-Institut die Genehmigung für die Forschungsarbeiten mit humanen embryonalen Stammzellen erteilt worden ist, wollen sie die genetische Grundlage der Pluripotenz aufklären.

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Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik am Exzellenznetzwerk EMBRACE beteiligt

Der Zugang zu biologisch-medizinischen Daten ist unbedingte Voraussetzung und zugleich eine der größten Herausforderungen für die modernen Lebenswissenschaften. Die Europäische Union stellt einer Gruppe von europäischen Bioinformatikern jetzt insgesamt 8,3 Millionen Euro zur Verfügung, um das in Europa in unterschiedlichen Datenbanken gesammelte Wissen zu standardisieren und auf einfachem Weg für die wissenschaftliche Fachwelt verfügbar zu machen. Unter Leitung von Graham Cameron vom European Bioinformatics Institute (EBI) in Cambridge beteiligen sich an dem Exzellenznetzwerk EMBRACE Wissenschaftler aus insgesamt 17 Forschungseinrichtungen in 11 Ländern, unter ihnen auch Ralf Herwig vom Berliner Max Planck Institut für molekulare Genetik.

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