Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mäuse mit Mutationen für seltene menschliche Erbkrankheiten

06.02.2015

Wissenschaftler statten Mäuse-Stammzellen mit Gen-Defekten aus, wie sie bei menschlichen Erkrankungen auftreten

Jeder Mensch ist einzigartig – genauso wie sein Erbgut. Auch Veränderungen im Erbgut, sogenannte Mutationen, sind von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Manche Mutationen verändern die Buchstabenfolge des genetischen Codes, andere betreffen die DNA-Struktur. Bei letzteren sind größere Abschnitte der DNA in ihrer Anzahl oder Position verändert.

Diese Veränderungen waren bisher nur sehr schwieirg oder gar nicht in der Maus nachzustellen. Forscher vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin haben jetzt gemeinsam mit Kollegen der Charitè – Universitätsmedizin Berlin eine neue Methode entwickelt, mit der sie strukturelle Mutationen des Menschen schnell und einfach in Mäusen nachbauen können. Die Wissenschaftler haben erstmals exemplarisch eine menschliche strukturelle Mutation, die mit dem Verlust von über 300.000 Basenpaaren einhergeht, in der Maus erzeugt und damit ein Modell für diese Erkrankung geschaffen.

Bei Mutationen werden oft nur einzelne Buchstaben des genetischen Codes durch einen anderen ersetzt. Es kann aber auch zu größeren Umbauten kommen: So können ganze DNA-Abschnitte ins Erbmaterial eingefügt oder ausgelassen werden. Manchmal werden auch größere Abschnitte, die viele Gene beinhalten können, kopiert und vervielfacht.

Andere gehen verloren oder werden an falsche Positionen versetzt. Solche Veränderungen können sehr unterschiedliche Auswirkungen auf einen Organismus haben. Manche verringern oder erhöhen die Aktivität von Genen. Die Folge können dann zum Beispiel Krebs oder sogenannte „seltene“ Erkrankungen sein.

Insge­samt leiden in Europa mindestens 26 bis 30 Millionen Menschen an diesen – nur relativ gesehen – seltenen Krankheiten. Häufig verringern sie die Lebenserwartung und Lebensqualität der Betroffenen und ihrer Familien. Weil sie nicht sehr häufig auftreten und die Symptome von Patient zu Patient sehr unterschiedlich sein können, ist die gezielte Untersuchung seltener Erkrankungen schwierig. Zudem treten viele Veränderungen bereits während der embryonalen Entwicklung auf und sind daher für die Wissenschaftler nicht zu beobachten.

Mit einer Abwandlung des CRISPR/Cas-Verfahren haben die Berliner Forscher nun große strukturelle Umbauten im Erbgut des Menschen in Mäusen nachgebaut. Cas-Proteine sind Enzyme, mit denen Bakterien sich vor Eindringlingen wie Viren schützen. In dem Verfahren schneiden die Enzyme das DNA-Molekül von embryonalen Mäuse-Stammzellen gezielt an zwei zuvor festgelegten Stellen. Bei der Reparatur wird ein DNA-Abschnitt zwischen den beiden Schnittstellen eingefügt oder ausgelassen. Auf diese Weise können Forscher im Maus-Erbgut an derselben Stelle Veränderungen vornehmen, wie sie auch bei Erbkrankheiten des Menschen auftreten.

In nur wenigen Wochen lassen sich die Stammzellen so mit den entsprechenden Mutationen ausstatten. Die aus diesen Stammzellen hervorgehenden Tiere tragen in ihrem Genom genau die gleiche genetische Veränderung wie die betroffenen Menschen. Für die Wissenschaftler ist dies der einzige Weg, um mehr über die Erkrankung zu erfahren und auf dieser Grundlage möglicherweise geeignete Therapien zu entwickeln.

In einer ersten Anwendung der Methode haben die Wissenschaftler in embryonale Stammzellen von Mäusen einen Teil des Genoms so verändert, wie es auch bei Patienten mit extrem verkürzten Beinknochen vorkommt. Auch die Mäuse bildeten daraufhin zu kurze Beinknochen. An den Tieren können die Wissenschaftler jetzt genauer untersuchen, was dieser Störung zugrunde liegt.

Die Forschungsgruppe von Stefan Mundlos wird unterstützt von einer privaten Förderin der Max-Planck-Förderstiftung.


Ansprechpartner

Prof. Dr. Stefan Mundlos
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Telefon: +49 30 8413-12631449
E-Mail: mundlos@molgen.mpg.de

Dr. Patricia Marquardt
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Telefon: +49 30 8413-1716
Fax: +49 30 8413-1671
E-Mail: patricia.marquardt@molgen.mpg.de


Originalpublikation
Katerina Kraft, Sinje Geuer, Anja J. Will, Wing Lee Chan, Christina Paliou, Marina Borschiwer, Izabela Harabula, Lars Wittler, Martin Franke, Daniel M. Ibrahim, Bjørt K. Kragesteen, Malte Spielmann, Stefan Mundlos, Darío G. Lupiáñez, and Guillaume Andrey

Deletions, Inversions, Duplications: Engineering of Structural Variants Using CRISPR/Cas in Mice

Cell Reports, 5. Februar 2015

Prof. Dr. Stefan Mundlos | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/8931357/strukturelle-mutationen-crispr-cas

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden
06.12.2016 | Universität Osnabrück

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften