Max-Planck-Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie verschiedene Darmkrebsarten über ihre genetischen Muster schneller bestimmen können

Der Kampf gegen Darmkrebs, mit einer Million Fällen weltweit die dritthäufigste Krebserkrankung, ist immer auch ein Kampf gegen die Zeit. Eine frühe Diagnose und eine exakte Bestimmung des genauen Krebstyps sind entscheidend für die Heilungschancen. In den vergangenen Jahren wurde immer deutlicher, dass die Informationen über den Typ der Krebserkrankung im genetischen Muster der Patienten zu finden sind, denn Darmkrebs entsteht über verschiedene molekulare Wege. Doch die Vielfalt der Veränderungen oder Mutationen im Erbgut ist groß und die Methoden ließen bisher oft nur eine begrenzte Interpretation zu. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin haben nun eine effiziente Analysestrategie entwickelt: Über gezielte DNA-Sequenzierung und Bioinformatik können sie in einem Schritt die Mutationsmuster identifizieren, die dem Darmkrebs zugrunde liegen (PLoSONE, 22. Dezember 2010).

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Induzierte pluripotente Stammzellen aus fötalen Hautzellen und embryonale Stammzellen besitzen vergleichbares Potenzial zur Bildung von Leberzellen

Viele Patienten mit chronischen Lebererkrankungen können derzeit nicht ausreichend behandelt werden, da es nicht genügend Spenderorgane für Transplantationen gibt. Eine Alternative könnten in Zukunft Leberzellen aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) sein. Forscher vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin haben Leberzellen aus embryonalen Stammzellen mit Leberzellen aus iPS-Zellen verglichen und festgestellt, dass die Genaktivität bei beiden sehr ähnlich ist. Allerdings ist knapp die Hälfte der Gene im Vergleich zu „echten“ Leberzellen unterschiedlich stark aktiv. Die Genaktivität von Leberzellen aus iPS-Zellen muss also noch angepasst werden, bevor sie zur Behandlung von Lebererkrankungen eingesetzt werden können. (Stem Cells and Development, 20. Dezember 2010)

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Berliner Wissenschaftler entdecken weiteres Anwendungsspektrum für Anti-Diabetes Medikament Metformin

Berliner Forschern ist ein vielversprechender Durchbruch für die Therapie und Vorbeugung der Alzheimer'schen Erkrankung gelungen. In Zusammenarbeit mit europäischen Kollegen konnten die Wissenschaftler um Prof. Dr. Susann Schweiger vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik zeigen, dass das bei Typ II-Diabetes eingesetzte Medikament Metformin auch den Verlauf der Alzheimer'schen Erkrankung zu beeinflussen scheint [PNAS published ahead of print November 22, 2010, doi:10.1073/pnas.0912793107].

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Genetische Ursachen verstehen, Volkskrankheiten an der Wurzel packen

Deutschlands führende Wissenschaftler der medizinischen Genomforschung tagen in Berlin. Neuste Erkenntnisse über die genetischen Hintergründe bedeutender Volkskrankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf- und neurologische Erkrankungen sowie der Einsatz aktueller Technologien werden vorgestellt und diskutiert. Die 3. Jahrestagung von NGFN-Plus und NGFN-Transfer im Programm der Medizinischen Genomforschung findet vom 25. bis 27. November 2010 im Henry-Ford-Bau der Freien Universität Berlin statt.

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Umprogrammierte Zellen aus dem Fruchtwasser können alle Zelltypen des Körpers hervorbringen

Auf Stammzellen ruhen große Hoffnungen: Eine Vielzahl von Erkrankungen könnten eines Tages damit behandelt werden. Bislang werden sie vor allem aus Embryonen gewonnen, was jedoch ethische Probleme mit sich bringt. Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin ist es nun gelungen, Zellen aus dem Fruchtwasser in Stammzellen umzuwandeln. Diese Fruchtwasser-Stammzellen sind zwar kaum von embryonalen Stammzellen zu unterscheiden, "erinnern" sich aber an den ursprünglichen Zelltyp, aus dem sie entstanden sind (PloS One, 29. Oktober 2010).

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1000 Genome-Projekt veröffentlicht Analyse der abgeschlossenen Pilotphase

Kleine genetische Unterschiede zwischen einzelnen Personen helfen zu erklären, warum einige Menschen eher an Krankheiten wie Diabetes oder Krebs erkranken können als andere. Bislang war die Aufdeckung von Krankheitsursachen nur möglich, indem mehrere Millionen genetischer Unterschiede in Tausenden von Patienten abgefragt und gegen die Normalpopulation verglichen wurden. Durch einen Quantensprung in der genetischen Technologie ist es nun möglich, durch Sequenzierung ganze Genome "Buchstabe für Buchstabe" zu lesen. Dazu muss man aber wissen wie die normale Population mit derselben Auflösung aussieht. In der renommierten Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht heute das 1000 Genome-Projekt, ein Konsortium aus öffentlich finanzierten Forschungseinrichtungen und der Industrie, die bislang umfangreichste Karte solcher genetischen Unterschiede oder "Varianten". Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die jetzt vorgelegte Arbeit etwa 95% der genetischen Varianten aller Menschen auf der Erde enthält. An dem Projekt beteiligt waren auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin, des EMBL in Heidelberg sowie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel [Nature 2010, DOI: 10.1038/nature09534]

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Berliner Forscher entschlüsseln Funktion und Zusammensetzung des Zentrosoms

Eine Grundvoraussetzung für Wachstum und Leben eines vielzelligen Organismus ist die Fähigkeit seiner Zellen, sich zu teilen. Dafür werden die Chromosomen der Zellen zunächst verdoppelt und anschliessend auf die Tochterzellen verteilt. Die Verteilung der einzelnen Chromosomen wird durch einen Proteinkomplex aus mehreren hundert verschiedenen Proteinen organisiert, das sogenannte Zentrosom. Bei Krebszellen ist das Zentrosom häufig unnormal geformt oder kommt in unkontrollierten Mengen vor. Die Gründe dafür waren bisher weitgehend unbekannt.

Wissenschaftler des Berliner Max-Planck Instituts für molekulare Genetik haben jetzt gemeinsam mit Kollegen des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg und des Leibniz-Instituts für Altersforschung - Fritz Lipmann-Institut in Jena die Funktion der einzelnen Bestandteile des Zentrosoms untersucht. In der renommierten Fachzeitschrift EMBO Journal stellen die Forscher um Bodo Lange detailliert die einzelnen Bestandteile des Zentrosoms vor und beschreiben deren Funktion. Ihre Arbeit erweitert das Wissen über die Regulation der Zellteilung und ermöglicht neue Ansatzpunkte für das Verständnis der Krebsentstehung [Müller et al., EMBO J, 03.09.2010, doi:10.1038/emboj.2010.210].

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Neue Methodik der Genomanalyse identifiziert Gendefekt bei seltener Erkrankung - Fehlender Protein-Anker als Ursache für geistige Behinderung bei Mabry Syndrom

Seltene Erkrankungen sind in ihrer Mehrzahl genetisch bedingt, aber trotz großer Fortschritte in der Genomforschung bleibt die Ursache bei den meisten unklar. Die Aufdeckung des Defektes ist jedoch Voraussetzung für eine definitive Diagnose und die Entwicklung von neuartigen Therapiekonzepten. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Molekulare Genetik und des Instituts für Medizinische Genetik der Charité in Berlin haben nun ein neues Verfahren benutzt, mit dem alle Gene des menschlichen Genoms auf einmal analysiert werden können. Das Verfahren wurde erstmals bei drei Kindern einer Familie angewandt, die an einer seltenen Form der geistigen Behinderung leiden (Mabry Syndrom). Die Analyse ergab eine Veränderung im Gen PIGV, die dazu führt, dass Proteine wie z.B. die Alkalische Phosphatase nicht mehr auf der Membranoberfläche der Zellen verankert werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass neue Verfahren der Genomsequenzierung geeignet sind, individuelle Veränderungen im Erbgut aufzuspüren und als Ursache für seltene Erkrankungen zu identifizieren. (Nature Genetics, 29. August 2010)

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Berliner Forscher entschlüsseln die Genetik des Fingerwachstums

Die menschliche Hand ist ein Kunstwerk. Wohl jeder hat schon einmal die Virtuosität eines Klavierspielers bewundert, dessen Finger sich mit fast unglaublicher Geschicklichkeit und Präzision über die Tasten bewegen. Die außerordentlichen mechanischen Leistungen menschlicher Hände beruhen auf der individuellen Gestalt und Funktionsfähigkeit ihrer Finger. Wie die korrekte Entwicklung der Hand und das Wachstum der einzelnen Finger gesteuert werden, war bislang jedoch unbekannt. In der renommierten Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A." (PNAS) beschreiben jetzt Wissenschaftler um Sigmar Stricker und Stefan Mundlos vom Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, wie das Längenwachstum der Finger durch ein fein abgestimmtes Netzwerk von unterschiedlichen Signalwegen gesteuert wird [Witte, F., et al., PNAS, July 26, 2010, doi: 10.1073/pnas.1009314107].

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Internationales Forschungskonsortium vollendet erste Schritte zur Erstellung einer Datenbank mit 2500 menschlichen Genomen

Das 1000 Genome-Projekt ist ein internationales Projekt, in dem Wissenschaftler aus öffentlich finanzierten Forschungseinrichtungen und der Industrie gemeinsam daran arbeiten, eine genaue Karte der genetischen Unterschiede der Menschen zu erstellen. Am Montag, dem 21. Juni 2010 haben die Forscher des 1000 Genome-Projektes den erfolgreichen Abschluss ihrer drei Pilotstudien bekannt gegeben. Die Daten stehen frei in öffentlichen Datenbanken zur Verfügung. Damit beginnen die Arbeiten an der Hauptphase des Projektes mit dem Ziel, eine öffentliche Datenbank mit genomischen Informationen von 2500 Individuen aus weltweit 27 verschiedenen Bevölkerungsgruppen zu erstellen.

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Samstag, 5. Juni 2010, 17:00 - 1:00 Uhr

Neue Sequenziertechnologien werden schon bald die Entschlüsselung des Erbguts jedes Einzelnen ermöglichen. In Kombination mit Methoden der Systembiologie können in naher Zukunft individuelle Modelle einzelner Patienten am Computer erstellt werden, um an diesen die Wirkungen und Nebenwirkungen von Medikamenten zu erproben. In der Langen Nacht der Wissenschaften 2010 erklären die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik, welche Möglichkeiten die neuen Methoden für eine Medizin der Zukunft bieten und stellen ihre Vision einer personalisierten Medizin vor.

Zur Langen Nacht im MPIMG

Berliner Wissenschaftler identifizieren wichtige Faktoren für die Entstehung verschiedener Knochenformen

Knochen existieren in vielen unterschiedlichen Formen. Je nach Funktion unterscheiden sich jedoch nicht nur die Formen, auch ihre Entstehung ist unterschiedlich. Wissenschaftlern des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik und der Charité - Universitätsmedizin Berlin ist es jetzt gelungen, wichtige Faktoren für die Entwicklung bestimmter Knochen zu identifizieren. In der renommierten Fachzeitschrift "Journal of Clinical Investigation" beschreiben die Forscher um Stefan Mundlos, dass die Entwicklung der Röhrenknochen von Mittelhand- und Fingerknochen durch das Protein Hoxd13 gesteuert wird. [Villavicencio-Lorini et al., J Clin Invest, May 10, 2010, doi: 10.1172/JCI41554]

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Das internationale Krebsgenomkonsortium, an dem auch Berliner Max-Planck-Wissenschaftler beteiligt sind, veröffentlicht erstmals seine gemeinsamen Ziele

Neuere amerikanische Studien an Dickdarm- und Brustkrebs haben gezeigt, dass wesentlich mehr Veränderungen im genetischen Material, wie z. B. im Laufe des Lebens auftretende Mutationen, die Krebsentstehung beeinflussen als bislang vermutet. Außerdem unterscheiden sich die individuellen Tumoren ein- und derselben Krebsart erheblich in ihrem Mutationsprofil. Deshalb wurde 2008 das Internationale Krebsgenomkonsortium (ICGC) gegründet, um einen umfassenden Katalog der genetischen Veränderungen in Tumoren zu erstellen. Gegenwärtig sind weltweit 22 Länder, unter ihnen auch Deutschland, unter dem Dach der Organisation vereint. Ihr gemeinsames Ziel ist es, häufig vorkommende Tumore in unterschiedlichen Organen und Organsystemen zu untersuchen. Jetzt haben die beteiligten Wissenschaftler erstmals ihre Ziele, sowie Details zu bioethischen Rahmenbedingungen, dem Studiendesign, der Datenanalyse, der Veröffentlichungspraxis und den Eigentumsrechten an den Ergebnissen des Konsortiums publiziert. Aus den Ergebnissen des Projektes erhoffen sich Mediziner neue Ansätze für die Krebstherapie. (Nature, 15. April 2010)

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Max-Planck-Forscher weisen nach, dass Umwandlung von erwachsenen Zellen zu Stammzellen auch Eigenschaften von Mitochondrien beeinflußt

Menschliche Stammzellen gehören zu den großen Hoffnungsträgern der Medizin. Ihre Gewinnung aus menschlichen Embryonen birgt jedoch ethische Probleme. Forscher versuchen daher, bereits erwachsene Zellen durch sogenannte Reprogrammierung in Stammzellen zu verwandeln. Wie Wissenschaftler des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik jetzt zeigen konnten, beeinflusst die Reprogrammierung auch die Mitochondrien. Diese Energielieferanten der Zellen besitzen eine eigene DNA und sind daher nicht von dem anfänglichen Reprogrammierungsprozess betroffen. Die Forscher um Alessandro Prigione und James Adjaye konnten jedoch nachweisen, dass sich die Mitochondrien erwachsener Zellen im Zuge der Reprogrammierung ebenfalls verjüngen und sogar ihre äußere Form verändern [Prigione et al., Stem Cells, March 03, 2010, DOI: 10.1002/stem.404].

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Max-Planck-Forscher können anhand von Veränderungen an Verpackungsproteinen vorhersagen, wie aktiv Gene sind

Lange Zeit galt die Reihenfolge der einzelnen Bausteine der Erbsubstanz DNA als alleiniger Träger der Vererbung. Die Erbinformation kann jedoch auch in Form chemischer Änderungen an der DNA oder ihrer Verpackungsproteine, den Histonen, gespeichert und an nachfolgende Generationen weitergegeben werden. Wissenschaftlern des Max-Planck- Instituts für molekulare Genetik in Berlin ist es gelungen, die Aktivität von Genen aufgrund chemischer Anhängsel an den Histonen vorherzusagen. Dabei benötigen die Forscher nur wenige solcher Modifikationen, um auf die Aktivität des zugehörigen Gens schließen zu können. Chemische Änderungen an den Histonen sind demnach an der Regulation von Entwicklung und Funktion von Zellen und Geweben beteiligt. (PNAS, 1. Februar 2010, online vorab veröffentlicht)

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