Transcrição
PDF
laborwelt Nr. 4 / 2010 – 11. Jahrgang Genomweite Analysen Prädiktive Biomarker der Leber- und Nierentoxizität von Arzneimittelkandidaten Testwelt: Vier Verfahren für die Nukleinsäure-Isolierung im Vergleich Individuelles Mutanom: Schlüssel zur optimierten Krebsbehandlung ht: Marktübersic R Real-time PC 01_LW4_10_Titel_tg.indd 1 18.06.2010 11:17:32 Uhr GS Junior System Next Generation Sequencing for Everyday and Everyone Introducing the GS Junior Benchtop System Simplified Workflow and Bioinformatics Perfectly sized for labs that require: The Complete System includes: GS Junior Instrument, high-performance desktop computer, and the complete suite of GS data analysis software plus dedicated bioinformatic protocols. Direct, clonal sequencing of amplicons (PCR products) Targeted human resequencing De novo sequencing of microbial genomes Metagenomic characterization of complex environmental samples Pathogen detection …and many more applications, all for a price with extraordinary value! Learn more at www.gsjunior.com For life science research only. Not for use in diagnostic procedures. 454, 454 LIFE SCIENCES and 454 SEQUENCING are trademarks of 454 Life Sciences Corporation, Branford, CT, USA, a Roche company. GS FLX TITANIUM and GS JUNIOR are trademarks of Roche. © 2010 Roche Diagnostics. All rights reserved. GS-Jun_Ad_210x290_03.10.indd 1 02_LW4_10_Roche_U2.indd 1 Roche Diagnostics GmbH Roche Applied Science 68298 Mannheim, Germany 31.03.2010 12:45:55 Uhr 17.06.2010 9:51:14 Uhr Editorial | Inhalt Viel Rauch um Omics? Inflationär sprießen derzeit gigantische Anschlussprojekte des Human Genome Projects aus dem Boden: Untersucht werden etwa das humane Krebsmutanom, das Epigenom, das humane Microbiom und vieles mehr. Anfangs mögen die Projekte wenig für den einzelnen Patienten bringen – ob Krebsmutationen oder Darmflora, die persönliche Ausstattung mit krankheitserregenden Aberrationen ist nun einmal hochindividuell. Doch bereits im Windschatten des Human Genome Projects ist eine Vielzahl neuer Technologien entstanden, die Forschung und Anwendung vorantreiben und bei denen sich – nach Abflauen des jeweiligen Omics-Hypes – bereits die Spreu vom Weizen zu trennen beginnt. Diesen Prozess beleuchtet die aktuelle LABORWELT-Ausgabe „Genomweite Analysen“. Die Pharmaindustrie setzt bereits die ganze Breite der Omics-Technologien ein, um präklinisch in humanen Zellkulturen screenbare Biomarker als Surrogatmarker für Toxizitätssignale zu etablieren. Über die Fortschritte der von den regulatorischen Behörden unterstützten Arbeiten berichten Forscher von Merck Serono in dieser Ausgabe (vgl. Seite 10). Einen Schritt weiter geht eine Berliner Sequenzierungstruppe.Weil Krebs nun einmal auf zehntausende somatische Veränderungen zurückgeht, analysieren die Forscher das gesamte Mutanom individueller Krebspatienten (vgl. Seite 13). Das aus dem Krebsmutanom und -transkriptom abgeleitete Markerprofil wird mit den bekannten Krebssignalwegen, den Angriffspunkten und bekannten Nebenwirkungen von Krebsarzneien in silico integriert. Eine eigens programmierte Software spuckt dann Vorhersagen über die Therapie mit der besten Ansprechrate beziehungsweise Effektivität aus – ein fürwahr individuelles Hilfeangebot, das ohne den immensen Fortschritt in der Sequenzierungstechnologie nicht möglich gewesen wäre. Vielversprechend vielleicht auch für die Firmen des Diagnostikverbandes VDGH, deren Mitarbeiter wir als neue Leser in dieser Ausgabe herzlich begrüßen. Ihnen und allen anderen Lesern aus Forschung und Unternehmen wünschen wir eine interessante Lektüre. Thomas Gabrielczyk In diesem Heft Inhalt 4 6 Paperwelt Highlight des Monats Wie Riboschalter die Transkription an- und ausschalten Ulrike Rieder, Organische Chemie, Universität Innsbruck Report Metagenomforschung Integration von Omics-Daten in der marinen Ökosystemforschung Hanno Teeling, Frank Oliver Glöckner, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und Jacobs Universität Bremen Titel: Genomweite Analysen Exponat „DNA-Chip“ aus dem BIOTechnikum, dem Biotechnologie-Truck des BMBF (www.biotechnikum.eu/) Foto: Flad & Flad Communication GmbH 10 Blitzlicht Molekulare Biomarker Frühe Biomarker-basierte Risikobewertung der Leber- und Nierentoxizität Birthe Lauer, Germaine L. Truisi, Philip G. Hewitt, Merck KGaA, Merck Serono, Darmstadt 13 Blitzlicht Mutanomics Persönliche Genomprofile: Werkzeuge für die Krebsdiagnose und -therapie Hans Lehrach, Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin 16 Kongresswelt Next Generation Sequencing 5. CeBiTec-Symposium – Mikrobielle Genomik erweitert Horizonte Thomas Hartmann, Zentrum für Infektionsforschung, Universität Würzburg 21 27 Wissenschaft Genotyping Auffinden molekularer Targets für die Therapie von Angststörungen Carina Quast, Elisabeth Binder, Angelika Erhardt, Ludwig Czibere, Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München Testwelt Nukleinsäureaufreinigung Vergleich: Automatische Aufreinigungsmethoden für virale Nukleinsäuren Sandra S. Eßbauer, Rahime Terzioglu, Gerhard Dobler; Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr, München 33 Branche Labormarkt im Umbruch Life Technologies: Hunger auf synthetische Gene Philipp Graf, BIOCOM AG 24 Blitzlicht VDJ-Pyrosequencing Sequenzierungs-basiertes Monitoring der Klonalität humaner Lymphozyten Burkhard Ziebolz, Roche Applied Science, Penzberg 35 Karrierewelt 46 Stellenmarkt Marktübersicht: Real-time PCR 50 Verbände Unter dem neuen, dynamisch klingenden Namen molekulare Diagnostik, erlebt die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) nach gut 20 Jahren Laborkarriere eine erstaunliche Renaissance. Einen aktuellen Überblick über das aktuelle Leistungsportfolio der realtime PCR-Geräte und -tools geben die zahlreichen Anbieter in einer Marktübersicht ab Seite 36 ff. 51 Produktwelt 53 Termine 54 Ausblick 54 Impressum LABORWELT 03_LW4_10_Intro.indd 3 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 3 18.06.2010 11:18:25 Uhr Paperwelt Highlight des Monats Wie Riboschalter die Transkription an- und ausschalten Ulrike Rieder, Christoph Kreutz, Ronald Micura (2010): Folding of a transcriptionally acting PreQ1 Riboswitch, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, doi: 10.1073/pnas.0914925107 Nicht-codierende mRNA-Abschnitte – die sogenannten Riboschalter – können nach Ligandenbindung an ihre 5‘-gelegene Aptamerdomäne die Struktur der anliegenden Expressionsplattform verändern und so die Transkription terminieren oder die Initiation der Translation unterbinden. So sah die bisherige Modellvorstellung der Riboschalter-Funktion aus. Doch wie das Umschalten genau funktioniert, war im Detail unbekannt. Anfang Juni ist es der Gruppe von Prof. Dr. Ronald Micura vom CMBI der Universität Innsbruck gelungen, erstmals Licht ins Dunkel des Riboschalter-Mechanismus zu bringen. Durch vergleichende Struktur- und Markierungsexperimente einzelner Nukleotide des bakteriellen Riboschalters PreQ1, der den Liganden 7- Aminomethyl-7-deazaguanin (PreQ1) bindet und als Transkriptionsterminator wirkt, entdeckte Erstautorin Ulrike Rieder, dass zwei Konformationen des Riboschalters in einem definierten Gleichgewicht vorliegen. Durch die Ligandenbindung wird dieses Gleichgewicht verschoben, wobei ein einziges Nukleotid als An/Aus-Schalter fungiert. Das verbesserte molekulare Verständnis der Riboschalter-Funktion legt die Grundlage für diverse neue Versuche, zum Beispiel um Riboschalter zu designen, die nach Bindung ihrer Liganden definierte Effektorfunktionen ausführen. LABORWELT: Was sind die wichtigsten Erkenntnisse aus Ihrer Studie? Rieder: Riboschalter können ohne die Mitwirkung von Proteinen Metaboliten in selektiver und konzentrationsabhängiger Weise binden und stellen daher ein ausgeklügeltes Genregulationselement in Bakterien dar. Diese RNA-Elemente bestehen aus einer Metabolit-bindenden Domäne und einer überlappenden Expressionsplattform, die durch ihre Liganden-induzierte Konformationsänderung die Expression der entsprechenden Gene modulieren kann. Obwohl viele Fortschritte in der 3D-Bestimmung von Aptamer-Liganden-Komplexen erzielt wurden, ist jedoch die Art der Kommunikation zwischen den beiden Domänen noch relativ unklar. Untersuchungsobjekt war der kleinste bisher bekannte Riboschalter preQ1. PreQ1 ist dabei ein Vorläufermolekül in der Biosynthese des hochmodifizierten Nukleotids Queuosin. Die Frage stellte sich, wie dieser Riboschalter die Information der Ligandenbindung an seine Expressionsplattform übertragen kann, obwohl keine deutliche Sequenzüberlappung zwischen dem Aptamer und dem Terminator erkennbar ist. Wir konnten nun nachweisen, dass diese nicht-kommunikative Situation zwischen Aptamer und Terminator durch die Einführung eines zusätzlichen Hairpins (Antiterminator) gelöst werden kann, der in einem bistabilen Gleichgewicht mit dem Terminator 4 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 04_LW4_10_Paperwelt.indd 4 steht. Durch Ligandenzugabe verändert sich die Population deutlich zu Gunsten des Terminators („Aus-Zustand“). Wichtig dabei ist, dass die Kommunikation zwischen Aptamer und Terminator über den Antiterminator durch ein einziges Nukleotid vermittelt wird. Dieses ist einerseits im An-Zustand in die Ausbildung eines Basenpaares des Antiterminators und andererseits im Aus-Zustand eines Basenpaares des Aptamer-Liganden-Komplexes involviert. Durch die Ligandenbindung wird über dieses eine Nukleotid der Antiterminator thermodynamisch geschwächt beziehungsweise aufgebrochen und dadurch teilweise zum Terminator umstrukturiert, der wiederum den genetischen Effekt weiterleitet. Die Südtirolerin Ulrike Rieder absolvierte 2007 ihr Chemiestudium an der Universität Innsbruck mit Auszeichnung. Derzeit arbeitet sie an ihrer Dissertation und als Strahlenschutzbeauftragte am Institut für Organische Chemie in Innsbruck in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Ronald Micura. Ihr Forschungsschwerpunkt bezieht sich dabei auf die strukturellen und funktionellen Eigenschaften von Riboschaltern zur Regulierung der Genexpression in Bakterien. Während ihrer Dissertation konnte sie an diversen Konferenzen im In- und Ausland teilnehmen. Im Zuge einer Kooperation verbrachte sie für Kristallisationsversuche einen Forschungsaufenthalt am Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (NY, USA). durch die verschiedenen Labels so wenig wie möglich zu beeinflussen. LABORWELT: Wie geht Ihre Forschungsarbeit jetzt weiter? Rieder: Ich werde dieses Jahr meine Dissertation abschließen und mich auf eine Postdoc-Stelle bewerben. Damit überlasse ich die weiteren Folgestudien meinen Kollegen. LABORWELT: Wie sind sie experimentell vorgegangen? LABORWELT: Welche Hürden müssen vor einer Anwendung von Riboschaltern noch genommen werden? Rieder: Die ersten wichtigen Ergebnisse erhielten wir durch Struktur-Probing, mit dessen Hilfe die Sekundärstruktur der RNA untersucht werden kann. 1H- und 15N-NMR-Spektroskopie zur Detektion von Imino- und Aminoprotonen in Basenpaaren wurden verwendet, um die Ligandenerkennung und -interaktionen nachzuweisen. Entscheidend war die Verifizierung der Gleichgewichtsstrukturen in der Expressionsplattform durch 19F-NMR-Spektroskopie. Wesentlich war zudem die thermodynamische und kinetische Untersuchung mit Hilfe der Fluoreszenzspektroskopie. Bei allen Methoden ist es besonders wichtig, die Struktur der RNA Rieder: Generell ist die detaillierte Untersuchung von Faltungsprozessen wichtig und trägt zum besseren Verständnis der Genregulation auf molekularer Ebene bei. In Bezug auf die Entwicklung zum Beispiel neuer Antibiotika müssen viele Fragen geklärt werden. Dabei ist es wichtig, Substanzklassen zu finden, die die Expression von essentiellen Genen unter einem bestimmten Niveau hemmen, das ausschlaggebend für das Überleben der Zelle ist. Ein Problem könnten allerdings Bakterienstämme mit hohen Mutationsraten sein, wodurch die Bindung unmöglich wird oder die Substanz durch Transportproteine wieder ausgeschleust wird. LABORWELT 17.06.2010 10:00:05 Uhr 05_LW4_10_BIONRW.indd 1 17.06.2010 10:00:43 Uhr Report Metagenomik Integration von OmicsDaten in der marinen Ökosystemforschung Hanno Teeling, Frank Oliver Glöckner, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und Jacobs Universität Bremen Die Lebenswissenschaften erleben derzeit einen Paradigmenwechsel: Rasante Weiterentwicklungen der DNA-Sequenziertechnologien erlauben es, immer größere Sequenzmengen zu immer geringeren Kosten zu erzeugen. Dieser Trend wird sich auf absehbare Zeit fortsetzen und erzwingt einen Wechsel des Fokus von der Sequenz-Akquise hin zur bioinformatischen Sequenz-Prozessierung. In den vergangenen Jahren hat sich die marine Genomforschung zu einem der größten Lieferanten von Sequenzdaten entwickelt, und zwar maßgeblich durch Aktivitäten im Bereich der mikrobiellen Metagenomik. Damit steht die marine Genomforschung stellvertretend für die Herausforderungen einer kontextbezogenen Interpretation großer Sequenzvolumina. Diese umfasst die Integration genomischer Daten mit akzessorischen Daten, wie zum Beispiel begleitenden Expressionsdaten aus Metatranskriptom- oder Metaproteomstudien aber auch mit in situ erhobenen Daten zur Biodiversität sowie gemessenen und interpolierten physikochemischen Umgebungsparametern. Ein Problem für die Umweltgenomik war bislang, dass die Funktionsaufklärung neu gefundener Gene deutlich hinter deren Sequenzierung zurückblieb. Der jüngst vorgestellte Reaktom-Array stellt hier einen vielversprechenden Lösungsansatz dar. Zusammengefasst ist auf diese Weise eine neue Art von Umweltforschung möglich, die das Potential hat, entscheidend zum Verständnis global relevanter Stoffumsetzungen sowie der Folgeabschätzung voranschreitender Veränderungsprozesse in den Ozeanen beizutragen. Abb. 1: Agarkultur von Rhodopirellula baltica SH1 T Die Molekularbiologie wird heute zunehmend von Hochdurchsatztechnologien dominiert. Die damit verbundenen großen Datenmengen erfordern veränderte Arbeitsweisen. Speziell in der Genomik lassen sich seit der Einführung hochparalleler Next Generation Sequencing (NGS)-Technologien stetig steigende DNASequenzmengen erzeugen. Das Tempo dieser Entwicklung ist derart hoch, dass mitunter von 6 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 6-9_LW4_10_Gloeckner.indd 6 einer „genomischen Revolution“ gesprochen wird (Abb. 2 A). Bemerkenswerterweise hat sich dabei die marine Genomik zu einem der größten Datenproduzenten entwickelt. Die Gründe dafür sind mannigfaltig. So spielen die Meere, die 71% der Erdoberfläche bedecken, eine entscheidende Rolle für die globalen Kreisläufe der Elemente. Die daran beteiligten Stoffumsetzungen werden überwiegend von Mikroorganismen durchgeführt, weshalb ein Studium ihres genetischen Potentials einen Schlüssel zum Verständnis globaler Stoffumsetzungsprozesse darstellt. Schätzungen zufolge gehen 99% aller Nährstoff- und Gasumsetzungen sowie 50% der Weltprimärproduktion auf marine Mikroorganismen zurück, die somit zum Beispiel die Basis aller nutzbaren Fischbestände bilden. Darüber hinaus stellen marine Habitate eine Quelle für biotechnologisch anwendbare oder prozesstechnisch optimierbare Enzyme dar, insbesondere für Synthesen bei hohen Ionenstärken. Prominente Beispiele für breit angelegte Studien in der marinen Genomik sind das von John Craig Venter durchgeführte Global Ocean Sampling mit Fokus auf mikrobielle Metagenome, die Marine Microbiology Initiative der Gordon & Betty Moore Foundation mit Fokus auf komplette Genome sowie das gerade angelaufene TARA Oceans Project mit Fokus auf Protisten. Auch in Deutschland hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bereits 2001 mit den REGX-Projekten (Real Environmental Genomics) und aktuell mit dem MIMAS-Projekt (Mikrobielle Interaktionen in Marinen Systemen, www.mimas-projekt.de) in die marine Umweltgenomik investiert. Perspektivwechsel: Vom Organismus zur Systembiologie Die Sequenzierung individueller Genome liefer t wer tvolle Erkenntnisse über das genomische Potential und die Überlebensstragien mariner Modellorganismen (Abb. 1). Allerdings ist die Gesamtgenomsequenzierung bislang auf kultivierbare Mikroorganismen beschränkt. Zwar gibt es Bemühungen, Genome einzelner Bakterienzellen zu sequenzieren, aber Erfolge bei solchen Einzelzell-Genomics-Ansätzen sind derzeit noch die Ausnahme 1. Leider lassen sich mit etablierten Techniken – je nach Habitat – lediglich 1% bis 10% der vorhandenen Mikroorganismen in Kultur bringen. Um das genetische Repertoire der Mehrzahl der Umweltmikroorganismen dennoch studieren zu können, werden kultivierungsunabhängige Verfahren wie die Metagenomik genutzt. Dazu wird DNA aus Umweltproben isoliert, ohne vorangehende Isolierung einzelner Spezies fragmentiert und anschließend partiell sequenziert. Bis vor kurzem musste dabei die Umwelt-DNA vor der Sequenzierung mit Hilfe von Klonierungsvektoren vervielfältigt werden. Die Leistungsfähigkeit moderner Next-Generation Sequencing (NGS)-Geräte ermöglicht es jedoch, die arbeits-, zeit- und kostenaufwändige Klonierung zu umgehen und Umwelt-DNA direkt zu sequenzieren. Von den NGS-Verfahren am Markt ist das Pyrosequenzierungsverfahren von 454 Life Sciences (Roche) am besten für die Metagenomik geeignet, da es derzeit die längsten LABORWELT 17.06.2010 10:02:12 Uhr Report Metagenomik Porvair hairdryer ad qtr pg Laborwelt DE:Layout 1 10/3/10 Die Vorzüge eines MiniVap™ Abb. 2: Die genomische Revolution in den Lebenswissenschaften: A. Der Vergleich der Zunahme der Sequenzier- und Prozessorleistung zeigt, dass die Sequenzierleistung derzeit schneller als nach Moore´s law wächst (modifiziert nach Stratton et al., Nature 458, 719–724). B. Die Folge ist, dass der Anteil der Bioinformatik an den Gesamtkosten bei vollständiger Aufarbeitung der Daten ständig steigt (modifiziert nach Folker Meyer, Argonne National Laboratory). Leselängen liefert. Ein einziger Pyrosequenzierungslauf auf einem aktuellen 454 FLX Ti-Gerät kann mehr als 1 Millionen Sequenzen einer durchschnittlichen Leselänge von fast 400 Basenpaaren erzeugen. Die damit erzielte Sequenziertiefe ist groß genug, um für niedrig bis moderat diverse Habitate einen Teil der Sequenzen zu längeren Contigs zu assemblieren. Aus 300 bis 400 Megabasen Rohsequenzen werden so typischerweise 30 bis 60 Megabasen assemblierter Sequenz. Zwar ist der überwiegende Teil der Sequenzen relativ kurz, jedoch nicht viel kürzer als ein typisches bakterielles Gen. Ein Milliliter Seewasser enthält in etwa eine Millionen Bakterienzellen und damit theoretisch mehrere Milliarden Gene. Da das Gros der Bakterienpopulation in der Regel jedoch von nur wenigen Dutzend Spezies dominiert wird, liegt die Anzahl der für die Hauptstoffumsetzungen verantwortlichen häufigen Gene lediglich in der Größenordnung von einigen 100.000. Dies ist eine Größenordnung, die sich bereits jetzt mit modernen NGS-Verfahren untersuchen lässt. Mit zukünftigen Sequenziertechniken der dritten Generation (Pacific Biosciences, Ion Torrent, u.v.a.m.) wird sich sogar der überwiegende Teil der relevanten Gene adressieren lassen. Selbstverständlich würden Sie keinen Haartrockner verwenden, um chromatographische Proben in einer einzelnen Mikrotestplatte zu verdampfen. Sie haben wahrscheinlich aber auch keine Lust Schlange zu stehen, um einen großen Evaporator in Ihrer Abteilung für denselben Zweck zu benutzen. In diesem Fall brauchen Sie einen Porvair MiniVap. Das Gerät ist klein, schnell, flexibel und beeinträchtigt Ihre Proben nicht. Weitere Information finden Sie unter www.microplates.com/downloads.php Telephone: 0 26 83 / 4 30 94 Email: [email protected] www.microplates.com Geschwindigkeits-Revolution DNA-Aufreinigung - 15x schneller als Silica-basierte Methoden - Einfachstes 1-Schrittverfahren - Sofort integrierbar auf allen Robotersystemen - Kein Schäumen – Kein Verstopfen Bioinformatik: Chancen und Grenzen Um eine funktionierende sequenzbasierte, systembiologische Ökosystemforschung zu verwirklichen, ist eine leistungsfähige Bioinformatik unerlässlich. Tatsächlich führen die stetig fallenden Kosten bei der Sequenzierung zu stetig steigenden Kosten bei der bioinformatischen Prozessierung. Bei aktuellen Sequenzierverfahren liegen die Kosten für die Bioinformatik inzwischen deutlich höher als die Kosten der eigentlichen Sequenzierung. Es ist absehbar, dass sich dieser Trend nexttec GmbH www.nexttec.biz [email protected] 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 7 LABORWELT Anzeige_BioSell_90x122,5mm_07.indd 1 6-9_LW4_10_Gloeckner.indd 7 Tel.: +49(0)214 869 15 16 Fax: +49(0)214 869 15 28 01.06.2010 20:36:22 Uhr 17.06.2010 10:01:53 Uhr Report Metagenomik unterhalb von 30% beginnt die sogenannte Twilight Zone der funktionellen Annotation. Spezifischer sind Methoden, die auf der Auswertung gemeinsamer Domänen von Proteinfamilien beruhen, wie etwa Pfam (protein families)-Profile. Allerdings erzeugen diese Methoden in der Regel deutlich weniger Treffer. Der Güte dieser, auf Sequenzhomologien fußenden Annotationen sind daher Grenzen gesetzt, und häufig lässt sich über eine allgemeine Funktionsklasse (Hydrolase, Oxidoreduktase, etc.) hinaus keine spezifischere Funktion vorhersagen. Ein weiteres Problem der bioinformatischen Funktionsanalyse stellt die große Zahl potentieller Gene dar, denen durch Sequenzvergleich keine Funktion zugewiesen werden kann, weil es bislang keine Orthologen bekannter Funktion gibt. Eine aktuelle Analyse von insgesamt 305 vollständigen und partiellen marinen Genomen mit insgesamt 1,2 Millionen Genen zeigt, dass sich nur für rund 60% eine Funktion vorhersagen lässt. Dies sind vor allem Gene des Translations-, Transkriptoms- und Replikationsapparats sowie wohlbekannte Gene des Grund- und Energiestoffwechsels. Daher ist anzunehmen, dass Gene mit bislang unbekannter Funktion oftmals speziesspezifische Adaptionen und Fähigkeiten widerspiegeln. Mit Blick auf die Habitatvielfalt in den Ozeanen stellen diese Gene einen gewaltigen Pool an neuartigen und potentiell biotechnologisch nutzbaren Funktionen dar. Das Problem ist jedoch, ihre Funktionen aufzuklären. Lösungsansätze Abb. 3: Prinzip eines integrierten Ansatzes zur Aufklärung von Funktionen hypothetischer und konserviert-hypothetischer Gene unter Einbeziehung des Reaktom-Arrays in Zukunft weiter verstärken wird (Abb. 2 B). Diese Kosten bestehen aus den Anschaffungs-, Betriebs- und Wartungskosten von Rechenclustern, die hinsichtlich ihrer Leistung mit den ständig steigenden Sequenzvolumina Schritt halten müssen. Für den Betrieb der Systeme sind jedoch vor allem gut ausgebildete und entsprechend bezahlte Bioinformatiker und Programmierer entscheidend. Tatsächlich herrscht derzeit ein Mangel an geeigneten bioinformatischen Werkzeugen zur Auswertung, Integration und Visualisierung von NGS-Metagenomdaten. Zwei Bereiche sind dabei von besonderer Wichtigkeit. Zum einen braucht es Tools, die Metagenomsequenzen taxonomisch klassifizieren können, so dass sich die gefundenen Gene mit dedizierten Organismengruppen assoziieren lassen. Auf diese Weise werden Informationen zur Funktion und Taxonomie miteinander verknüpft und somit Subpopulationen sowie das Zusammenspiel verschiedener Organismengruppen untersuchbar. Zum 8 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 6-9_LW4_10_Gloeckner.indd 8 anderen besteht ein Bedarf an Werkzeugen zur Datenintegration, denn nur durch eine Vernetzung genomischer Daten mit akzessorischen Daten wie Expressionsdaten (Metatranskriptomik, Metaproteomik), physikochemischen Parametern, geographischen Daten und Diversitätsdaten wird eine echte systembiologisch orientierte Ökosystemforschung möglich. Trotz ihrer immensen Möglichkeiten unterliegt die Bioinformatik Grenzen, wenn es darum geht, für neue Gene aus der Umwelt Funktionen vorherzusagen. Eine bioinformatische Funktionsvorhersage beruht auf der Annahme, dass zwei Gene hinreichender Ähnlichkeit einen gemeinsamen evolutionären Ursprung aufweisen und damit dieselbe Funktion haben (Or thologie). Allerdings weisen orthologe Gene selbst auf Protein ebene selten mehr als 80% Sequenzidentität auf. Sogar bei Genen mit weniger als 50% identischen Aminosäuren wird oftmals noch eine Orthologiebeziehung angenommen. Erst Um dieses Dilemma zu überwinden, sind verschiedene Ansätze denkbar. Kultivierbare Modellorganismen bieten etwa die Möglichkeit, die Auswirkungen definierter Stressoren oder Substrate auf das Expressionsmuster zu untersuchen. Co-regulierte Gene geben dabei Hinweise auf Beteiligungen an den untersuchten Stoffwechselvorgängen und erlauben somit, Funktionen bislang unbekannter Gene einzugrenzen. Dieser organismenzentrische Ansatz lässt sich systembiologisch auf ganze Habitate erweitern, indem durch Integration von Umweltparametern mit Sequenz- und Expressionsinformationen charakteristische Genmuster identifiziert werden, die mit hoher Wahrscheinlichkeit an den für den Standort charakteristischen Prozessen beteiligt sind. Ein erster Ansatz, eine entsprechend großangelegte Datensammlung und Integration für das marine Ökosystem zu realisieren, wurde mit dem Megx.net (Marine Ecological Genomics) Projekt geschaffen2. www.laborwelt.de LABORWELT 17.06.2010 10:02:53 Uhr Report Metagenomik Eine weitere Möglichkeit stellt der unlängst veröffentlichte Reaktom-Array dar3. Dabei handelt es sich um einen Microarray, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl unterschiedlicher Metabolite zusammen mit einem gequenchten und daher inaktiven Fluoreszenzfarbstoff gebunden sind. Wird ein Proteinextrakt appliziert, wird der Farbstoff dort aktiv, wo Metabolite umgesetzt werden und liefert ein detektierbares Fluoreszenzsignal. Mit dieser Technologie ist es möglich, eine Momentaufnahme der aktiven enzymatischen Funktionen eines Organismus‘ oder einer Umweltprobe zu erhalten und Veränderungen zu verfolgen. In einem weiteren Schritt können diejenigen Metabolite, die ein Signal erzeugt haben, an Goldnanopartikel gebunden und als Enzymfänger eingesetzt werden. Mittels Massenspektrometrie können anschließend Massenfingerprints dieser Enzyme erzeugt werden, mit deren Hilfe sich die zugehörigen Gene in den genomischen oder metagenomischen Sequenzdaten identifizieren lassen. Vorbehaltlich der noch ausstehenden positiven Evaluierung des Reaktom-Arrays wäre es damit möglich, bioinformatische Vorhersagen zu validieren und darüber hinaus zumindest einigen der hypothetischen Gene eine Funktion zuzuordnen. So konnten jüngst rund 300 Genen unbekannter Funktion aus dem marinen Modellbakterium Rhodopirellula baltica SH 1T mittels des Reaktom-Arrays und Weiße PCR-Produkte von BRAND BRAND erweitert seine Palette an extra-dünnwandigen Einmalprodukten um eine weiße PCR-Linie (8erStrips und 24- bis 384-well Platten). Diese ist optimal auf die Anforderungen bei der quantitativen Real-Time PCR (qPCR) zugeschnitten. Metabolit-Nanopartikel eine mögliche Funktion zugeordnet werden (Abb. 3). Sollte sich die Zuverlässigkeit des Ansatzes bestätigen, dann wäre dies ein entscheidender Schritt um ein besseres Verständnis der Funktion und Anpassungsfähigkeit von Umweltorganismen zu erlangen. Perspektiven Aktuelle technologische Fortschritte wie der Reaktom-Array bestärken unsere Einschätzung, dass wir bald in der Lage sein werden, grundlegende Funktionen der Meere sowie die Folgen anthropogener und klimatischer Einflüsse sehr viel besser zu verstehen als bisher. Rund 40% der Erdbevölkerung leben in weniger als 50 Kilometer Entfernung einer Küste. Damit stellen unsere Meere für Milliarden von Menschen Arbeitsplätze und Nahrung bereit. In Anbetracht der andauernden Belastung und Verschmutzung der Meere ist ein besseres Verständnis ihrer Funktionsweisen für unser aller Wohlergehen nicht nur wünschenswert sondern überlebenswichtig 4 . Auch in wirtschaftlicher Hinsicht hält das Meer eine Fülle an neuen Produkten für uns bereit. Mit interdisziplinären und integrativen Ansätzen aus der Bioinformatik, Ökosystemforschung und Biotechnologie erscheint es möglich, die noch in der Flut der Daten verborgenen Schätze des Wissens zu heben. Literatur [1] [2] [3] [4] Woyke, T., G. Xie, A. Copeland, J. M. Gonzalez, C. Han, H. Kiss, J. H. Saw, P. Senin, C. Yang, S. Chatterji, et al. 2009. Assembling the marine metagenome, one cell at a time. PLoS One 4:Article No.: e5299. Kottmann, R., I. Kostadinov, M. B. Duhaime, P. L. Buttigieg, P. Yilmaz, W. Hankeln, J. Waldmann, and F. O. Glöckner. 2010. Megx.net: integrated database resource for marine ecological genomics. Nucleic Acids Res 38:D391D395. Beloqui, A., M. E. Guazzaroni, F. Pazos, J. M. Vieites, M. Godoy, O. V. Golyshina, T. N. Chernikova, A. Waliczek, R. Silva-Rocha, Y. Al-ramahi, et al. 2009. Reactome array: forging a link between metabolome and genome. Science 326:252-257. Glöckner, F. O., and I. Joint. 2010. Marine microbial genomics in Europe: current status and perspectives Microbial Biotechnology:doi:10.1111/j.1751-7915.2010.00169.x. Korrespondenzadresse Prof. Dr. Frank Oliver Glöckner Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie Jacobs Universität Bremen Celsiusstraße 1, 28359 Bremen www.microbial-genomics.de [email protected] Für strahlende Ergebnisse! q!PCR ■ Mit Titandioxid (TiO2) gleichmäßig weiß eingefärbt ■ Glatte Oberfläche zur optimalen Reflexion der Fluoreszenzsignale ■ Universell in nahezu allen gängigen Thermocyclern einsetzbar ■ DNase-, DNA- und RNase-frei BRAND GMBH + CO KG 97877 Wertheim (Germany) Tel.: +49 9342 808-0 www.brand.de · [email protected] LABORWELT BRAND Laborwelt weißePCR Juni10 1 6-9_LW4_10_Gloeckner.indd 9 1 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 |9 19.05.2010 09:08:01 17.06.2010 10:04:21 Uhr Blitzlicht Molekulare Biomarker Frühe Biomarker-basierte Risikobewertung der Leber- und Nierentoxizität Birthe Lauer*, Germaine L. Truisi*, Philip G. Hewitt, Merck KGaA, Merck Serono, Early, Genetic and Molecular Toxicology, Darmstadt Die Entwicklung sicherer, neuer pharmazeutischer Wirkstoffe ist eine langwierige und ressourcenaufwendige Aufgabe. Nach den präklinischen Tests in Tieren werden gemäß den regulatorischen Vorschriften humane klinische Studien durchgeführt. Immer wieder kommt es vor, dass medikamenteninduzierte Toxizitäten besonders in Hauptzielorganen wie Leber und Niere erst in sehr späten Phasen der Arzneimittelentwicklung oder nach der Markteinführung erkannt werden und zum Scheitern des Wirkstoffkandidaten führen. Um dies zu verhindern, forschen Arbeitsgruppen aus Industrie und Wissenschaft an neuen Methoden, die eine sehr frühzeitige Identifizierung ungeeigneter Wirkstoffkandidaten ermöglichen. Im vergangenen Jahrzehnt haben diesbezüglich molekulare Biomarker an Bedeutsamkeit gewonnen1-4 . Ein biochemischer Biomarker stellt ein quantifizierbares Merkmal dar, das genutzt werden kann, um das Fortschreiten einer Krankheit oder die toxischen Effekte einer Substanzbehandlung zu ermitteln. Im Idealfall korreliert der Biomarker dabei mit der Entwicklung der Krankheit oder der toxischen Wirkung auf das Gewebe. Die Grundlage zur Biomarker-Qualifizierung bilden hierbei etablierte (Referenz-) Methoden, welche Ergebnisse eindeutig als ‚real positiv’ oder ‚real negativ’ klassifizieren können. In der Toxikologie geschieht dies häufig mittels histopathologischer Befundung der Gewebe oder hämatologischer und biochemischer Analysen von Blut und Urin. Biomarker können aber grundsätzlich ganz unterschiedlicher Natur sein: spezifische mRNAs, Proteine, Lipide und Metabolite Laborwelt Hintergrund oder aber Genexpressions-, Proteom- und Metabolomprofile5. „Omics“ Merck Serono forscht seit Jahren unter Beteiligung vieler Doktoranden an der Etablierung prädiktiver Screeningmodelle auf Zellkulturbasis, um die Hepato- und Nephrotoxizität neuer Wirkstoffkandidaten vorhersagen zu können, noch bevor die Substanz in Tierstudien getestet wurde. Im Zuge dieser Bestrebungen wirkt Merck Serono, gemeinsam mit 20 Partnern aus Industrie und universitären Einrichtungen, an dem von der EU finanzierten Projekt Predict-IV mit6. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung nicht tierver- suchsbasierter Modelle, um die organspezifische Toxizität neuer Wirkstoffkandidaten für drei Hauptzielorgane arzneimittelinduzierter adverser Effekte – Leber, Niere und ZNS – in frühen Entwicklungsphasen vorhersagen zu können. Merck Serono ist hier an der Vorhersage der Hepatotoxizität beteiligt. In Kooperation mit zwei weiteren Partnern werden primäre Ratten- und Humanhepatozyten sowie die Hepatomazelllinie HepaRG täglich mit elf verschiedenen Referenzsubstanzen bekannter in vivo-Toxizität und -Kinetik über einen Zeitraum von 14 Tagen behandelt. Zu verschiedenen Zeitpunkten werden Proben für mehrere toxikologische Endpunkte genommen: Zytotoxizität, globale Genexpressionsanalyse mit Hilfe der BeadChip-Technologie der Firma Illumina Inc. (Genomics), MS peptide finger printing (Proteomics) sowie Metabolomics mittels NMR und MS (Massenspektrometrie). Zusätzlich wird mittels HPLC und MS die in vitro-Kinetik der verschiedenen Referenzsubstanzen sowie deren reale Konzentration in der Zelle bestimmt, um mit Hilfe dieser Werte eine NOEC (no observed effect concentration) zu berechnen, die mittels PBPK (Physiologically-Based Pharmacokinetic)-Modelling-Methoden und den Werten der in vivo-Kinetik zu einem in vivo-NOAEL (no observed adverse effect level) extrapoliert wird. So soll ein System entstehen, das es ermöglicht, in vitro-Ergebnisse unter Berücksichtigung von Sicherheitsfaktoren in in vivo-Werte umrechnen zu können und toxische Wirkstoffkandidaten anhand der Veränderung von aussagekräftigen Biomarkern auf der mRNA- und Proteinebene zu erkennen (s. Abb. 1). Ein großer Vorteil von in vitro-Systemen ist die Möglichkeit, direkt mit humanem Material zu arbeiten, da die in der Toxikologie verwendeten Tierspezies nicht immer prädiktiv für den Menschen sind. Speziesunterschiede werden hierdurch sehr früh erkannt, und die Auswahl der Testsysteme für Um das Zusammenwirken von Wirtschaft und BioRN-Spitzencluster: Entwicklung einer Prädiktionsplattform zur Arzneimitteltoxizität Wissenschaft in Deutschland zu unterstützen, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Spitzencluster-Wettbewerb ins Leben gerufen. Ein Gewinner der jüngsten Runde ist das BioRN Cluster, dessen Fokus auf der Entwicklung innovativer Wirkstoffe, Diagnostika und Plattform‑Technologien in den Gebieten zellbasierter und molekularer Medizin liegt. Innerhalb dieses Clusters widmet sich eine Kooperation der Charakterisierung von Biomarkern in der Toxikologie. Ziele des Projektes sind (i) die Erstellung einer Plattform zur Vorhersage und frühzeitigen Risikobewertung von Leber- und Nierentoxizität, (ii) die Entdeckung korrespondierender 10 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 10-12LW4_10_Hewitt.indd 10 Biomarker sowie (iii) die Markteinführung eines entsprechenden Diagnose-Assays. Mit Hilfe von Expressionsdaten der Firma CCN soll eine spezielle Analysesoftware zur Früherkennung der Leber- und Nierentoxizität entwickelt werden, welche der Vorhersage der Toxizität und der Analyse von Biomarkern dient. Wissenschaftliche Daten aus der Arzneimittelentwicklung der Firma Merck Serono werden herangezogen, um Methoden und Algorithmen der angestrebten Prädiktionsplattform abzuleiten und zu validieren. Hierdurch wird die Identifizierung neuer Biomarker mit der Unterstützung der Firma Merck Serono vorangetrieben. LABORWELT 17.06.2010 10:05:04 Uhr ! w e N It‘s your choice! Abb. 1: Workflow des EU-Projektes Predict-IV (modifiziert nach [6]) die präklinischen in vivo-Studien kann folglich sinnvoll gestaltet werden. Zusätzlich liefern die verschiedenen untersuchten Endpunkte bereits eine Vielzahl wichtiger Informationen, welche die präklinischen und klinischen Studien aussagekräftiger werden lassen sowie Effekte aufdecken, die dann während diesen verschiedenen Testphasen mit erhöhter Aufmerksamkeit betrachtet werden können. Besonders die genomweite Genexpressionsanalyse ermöglicht einen Blick in die molekularen Mechanismen der untersuchten Substanz. Hierfür werden die Genexpressionsprofile der behandelten Zellen mit denen der Lösemittelkontrolle verglichen. Mit Hilfe geeigneter Software wie MetaCore™ (GeneGo Inc.), Ingenuity Pathway Analysis (Ingenuity® Systems) oder ToxWiz (Cambridge Cell Networks, CCN) wird die Aktivierung oder die Herunterregulation spezifischer Signalwege detektiert. Diese Signalwege können über die Untersuchung von Referenzsubstanzen bekannter in vivo-Toxizität mit Effekten wie Leberzirrhose, Nekrose oder Hepatitis in Verbindung gebracht werden und sollen anschließend als frühe Biomarker die Klassifizierung neuer Wirkstoffe ermöglichen. Um diese Screening-Werkzeuge für die regulatorischen Studien etablieren und anwenden zu können, sind jedoch noch weitere Studien notwendig, die klassische Endpunkte wie Histopathologie mit den Ergebnissen der Genexpression und anderen Omics-Technologien vergleichen7-9. Zulassungsbehörden wie die amerikanische FDA (Food and Drug Administration) und die europäische Arzneimittelagentur EMA (European Medicines Agency) sind sich der Relevanz von Biomarkern bewusst und forcieren die Forschung in diesem Bereich. Beispiel dafür sind die Bereitstellung des Bioinformatik-Tools ArrayTrack™ sowie AnLABORWELT 10-12LW4_10_Hewitt.indd 11 leitungen, wie Daten aus Genomics-Studien freiwillig bei der FDA eingereicht werden können. Als Teil der von der FDA initiierten „Critical Path Initiative“ sind zudem Studien zur Etablierung prädiktiver Biomarker geplant 10. In der im März 2006 veröffentlichten „Critical Path Opportunities List“ wird das enorme Potential von Microarray- und ProteomicsTechnologien bei der Identifizierung neuer Biomarker beschrieben – eine Schwachstelle dieser Technologien liegt momentan allerdings noch in der Datennormalisierung, welche für die biologische Interpretation unabdingbar ist 11. Da ein Großteil der neuen Wirkstoffkandidaten in späten Phasen der Entwicklung oder erst nach erfolgter Marktzulassung aufgrund auftretender Toxizitäten an Leber und/oder Niere (Bsp.: Troglitazon) scheitert, würde die Etablierung präklinischer Biomarker zur Vorhersage von Leber- und Nierentoxizitäten einen beträchtlichen Beitrag zur kosteneffizienteren Entwicklung neuer Wirkstoffe leisten11. Next Generation Sequencing SPRIworks Simplifies Next Generation Sequencing Fully Automated Fragment Library System For the next Generation Sequencers l Full Library Construction Process in a Cartridge l Easy to Use and Operate Bench-top System l No More Gels - Built in SPRI Size Selection Chemistry l Run up to 10 Samples at a Time Validierte Biomarker l Maximizes Sequencing Work-flow Viele der bislang verwendeten Biomarker sind bereits seit vielen Jahren bekannt und empirischen Ursprungs. Häufig besitzen sie nur ein eingeschränktes Prädiktionsvermögen12. Eine Erhöhung der klassischen Lebertoxizitätsmarker ALT (Alanin-Aminotransferase) und AST (Aspartat-Aminotransferase) ist etwa erst dann zu verzeichnen, wenn sich Toxizität und Gewebeschäden bereits manifestiert haben. Weiterhin existieren zwei www.laborwelt.de Beckman Coulter GmbH 47807 Krefeld Europark Fichtenhain B13 Tel. 02151/333 625 www.beckmancoulter.de 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 11 Genomics Proteomics Cell Analysis Centrifugation Lab Tools Particle Characterization Bioseperation Lab Automation 17.06.2010 10:05:42 Uhr Blitzlicht Molekulare Biomarker Studien näher untersucht werden können. Genomics- und Proteomics-Studien können wichtige Hinweise über die molekularen Mechanismen der verschiedenen toxischen Effekte liefern und verbessern dadurch die Aussagekraft regulatorischer Studien (refine). Um diese Methoden routinemäßig anwenden zu können, sind jedoch weitere Studien nötig sowie ein weitreichender Austausch von Daten, eine strategische Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft und die Ausarbeitung von standardisierten Methodenbeschreibungen. Literatur * Die ersten beiden Autoren haben gleichermaßen zu dieser Arbeit beigetragen. Quelle: www.uic.edu/classes/bios/bios100/lecturesf04am/kidney01a.jpg Abb. 2: Liste diverser Nierenbiomarker und entsprechende Position im Gewebe. Eine Zunahme der Biomarker im Urin kann diverse Ursachen haben: (i) Produktion im jeweiligen Kompartiment (KIM-1, Clusterin), (ii) Freisetzung durch Zelllyse (mu GST) und (iii) aufgrund reduzierter Resorptionsaktivität des geschädigten Gewebes (Lipocalin-2). akzeptierte Biomarker, um das Ausmaß von Nierenschädigungen bei Substanzgabe zu bewerten: Serumkreatinin und BUN (blood urea nitrogen, Blutharnstof f-Stickstof f ). Doch auch die Konzentration dieser Marker steigt erst signifikant an, wenn circa 65% der Nierenfunktion verlorengegangen sind. Im Juni 2007 übermittelte das PSTC (Predictive Safety Testing Consortium) des Critical Path-Instituts Daten zu sieben potentiellen Biomarkern für Nierenschäden in der Ratte (KIM-1, Albumin, Total Protein, b2‑Microglobulin, Cystatin C, Clusterin, Trefoil Factor-3) an die FDA und die EMA. Die bisher bekanntgewordenen präklinischen Daten dokumentieren die Überlegenheit der neuen Marker verglichen mit den bisherigen Standards (Serumkreatinin und BUN). Im Rahmen der Critical Path Initiative und der „Roadmap to 2010“ gaben die Zulassungsbehörden FDA und EMA im Juni 2008 bekannt, die genannten Biomarker für Nierenschäden getestet und akzeptiert zu haben; damit können diese für spezifische regulatorische Zwecke eingesetzt werden13. Hinsichtlich der Biomarker zur Erkennung von Leberschäden hat das NCTR (National Center for Toxicological Research) 2007 eine Studie initiiert, um auch für dieses wichtige Organsystem neue prädiktive Biomarker zu identifizieren14-16. Aktuell validiert das PSTC eine Serie lebertoxizitätsspezifischer Biomarker. Es scheint plausibel, dass die enormen Datenmengen, welche mittels Omics-Methoden generiert werden, die Identifizierung prädiktiver Biomarker in der Toxikologie vereinfacht. Zwar werden viele Parameter simultan gemessen, es werden jedoch aufwendige statistische Auswertungen benötigt, um biologisch relevante Aussagen aus der Masse her12 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 10-12LW4_10_Hewitt.indd 12 auszufiltern. Die Auffindung neuer, geeigneter Biomarker ist demnach keineswegs trivial und wird zusätzlich dadurch erschwert, dass Versuche fast ausschließlich in Tieren durchgeführt werden und die Übertragung dieser Ergebnisse auf humane Gene, Proteine und Metabolite aufgrund von Speziesunterschieden häufig sehr schwierig ist. Optimalerweise lassen sich Biomarker in Matrices wie Urin und/oder Blut nachweisen, welche nicht- oder minimalinvasiv zu entnehmen sind. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass Proteine, Lipide bzw. Metabolite zunächst einmal in die jeweiligen Systeme sezerniert werden müssen und stets ein simultaner Abbau dieser körpereigenen Stoffe stattfindet. Trotz aller Hürden hat die pharmazeutische Industrie das Potential der verschiedenen Omics-Methoden erkannt, toxikologische Prüfungen zu unterstützen. Durch das 3RPrinzip (replace, reduce, refine), das Russel und Burch 1959 für Tierversuche definierten, sowie durch die Einführung der neuen EUChemikalienverordnung REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), die die Nachprüfung zahlreicher Chemikalien vorschreibt, ist die Pharma- und Chemieindustrie dazu angehalten, Tierversuche, wo immer es möglich ist, durch Alternativen zu ersetzen oder deren Aussagekraft durch nicht tierbasierte Methoden zu verbessern. Durch den Tierversuchen vorgeschaltete Screening-Methoden sollen toxische Wirkstoffkandidaten in frühen Entwicklungsphasen erkannt und gestoppt werden, wodurch im besten Fall einige Tierversuche vermieden werden können (reduce). Durch die Nutzung humanen Materials werden Speziesunterschiede sowie speziesspezifische Effekte früh erkannt, die in den anschließenden in vivo- [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] I. Kola, J. Landis, Can the pharmaceutical industry reduce attrition rates? Nat. Rev. Drug Discov. 3 (8) (2004) 711–716. H. Olson, G. Betton, D. Robinson, K. Thomas, A. Monro, G. Kolaja, P. Lilly, J. Sanders, G. Sipes, W. Bracken, M. Dorato, K. Van Deun, P. Smith, B. Berger, A. Heller, Concordance of the toxicity of pharmaceuticals in humans and in animals, Regul. Toxicol. Pharmacol. 32 (1) (2000) 56–67. H. Olson, G. Betton, J. Stritar, D. Robinson, The predictivity of the toxicity of´pharmaceuticals in humans from animal data - an interim assessment, Toxicol. Lett. 102–103 (1998) 535–538. F.P. Guengerich, Cytochrome p450 and chemical toxicology, Chem. Res. Toxicol. 21 (1) (2008) 70–83. http://adqi.org/httpdocs/web_users/akin3/biomarkers/ hewitt.pdf Predict-IV (202222) – Profiling the toxicity of new drugs: a non animal-based approach integrating toxicodynamics and biokinetics P. G. Hewitt, A. Walijew, Toxicogenomics in drug safety assessment. Pharmacogenomics (2008) 9(4): 379-82. P. V. Hummeln, J. Sasaki, State-of-the-art genomics approaches in toxicology, Mutat Res 2010 May 11. [Epub ahead of print] P. G. Hewitt, T. Herget, Value of New Biomarker for Safety Testing in Drug Development, Expert Rev Mol Diagn. (2009) 9(6): 599-608. http://www.fda.gov/ScienceResearch/SpecialTopics/ CriticalPathInitiative/default.htm http://www.fda.gov/downloads/ScienceResearch/ SpecialTopics/CriticalPathInitiative/CriticalPathOpportunitiesReports/UCM077258.pdf http://www.fda.gov/downloads/ScienceResearch/SpecialTopics/CriticalPathInitiative/ CriticalPathOpportunitiesReports/UCM077254.pdf http://www.c-path.org/pdf/PSTC_nephro_VXDS_summary_final.pdf http://www.fda.gov/ScienceResearch/SpecialTopics/ CriticalPathInitiative/CriticalPath OpportunitiesReports/ ucm077248.htm http://www.fda.gov/AboutFDA/CentersOffices/NCTR/ WhatWeDo/NCTRCentersofExcell ence/ucm078938.htm http://www.bg-medicine.com/content/news-center/ news/q/id/62 Korrespondenzadresse Philip Hewitt, PhD Merck KGaA, Merck Serono Early, Genetic and Molecular Toxicology Frankfurter Straße 250 64293 Darmstadt www.laborwelt.de LABORWELT 18.06.2010 11:25:54 Uhr Blitzlicht Mutanomics Persönliche Genomprofile: Werkzeuge für die Krebsdiagnose und -therapie Evolution of business and research Prof. Dr. Hans Lehrach, Abt. Vertebraten-Genomik, Max-Planck-Institut- für molekulare Genetik, Berlin Im Licht des immensen Leistungzuwachses der Next-Generation-Sequenzer von Unternehmen wie Life Technologies/Applied Biosystems, 454/Roche, Illumina/Solexa und Complete Genomics erscheint die Integration und Analyse von Genom-, Epigenom-, Transkriptom- und Proteom-Daten als eine immer dringendere Aufgabe. Bereits in Kürze wird es kommerziell möglich sein, das Deep Sequencing ganzer Genome klinisch auf Patientenproben anzuwenden. Die Entwicklung von Systemen, die die damit verbundene Flut an klinischen Daten nutzbringend verarbeiten können, wird dadurch immer wichtiger. Wir glauben, dass die klinische Routineanwendung solcher Technologien nur wenige Jahre in der Zukunft liegt und stellen hier ein von uns entwickeltes System vor, das die genannten Datentypen umfassend und ganzheitlich integrieren kann. Unser System des „virtuellen Patienten“ gestattet es uns, Vorhersagemodelle auf Basis der Information aus jedweder hochempfindlichen Technologie zur molekularen Charakterisierung zu erstellen und auf dieser Basis nachprüfbare Vorhersagen über die Zelllinie oder den Patienten zu machen, aus dem die Probe stammte. Besonders bei Krebspatienten können wir damit vorhersagen, welche Dosis einer Krebstherapie bzw. welche Kombinationstherapie verschrieben werden sollte und welche wirkungslos bleibt. ROUND2 ROUND1 TUMOR BIBF1120 BMS387032 Dasatinib Erlotinib H89 Imatinib LY333531 PI103 Purvalanol Rapamycin Sorafenib SU11274 U0126 MYC 1,06609E+016 1,06320E+016 1,06609E+016 1,06609E+016 1,06609E+016 1,06609E+016 1,06609E+016 3,13429E+014 1,06609E+016 1,06609E+016 1,06609E+016 1,06608E+016 1,06609E+016 7,10811E+014 PIP3 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 1,36000E+006 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 5,41213E+011 TUMOR B+L B+P B+S B+U L+P L+S L+U P+S P+U S+U ROUND4 ROUND3 TUMOR B+L+P B+L+U B+P+U L+P+U MYC PIP3 1,04904E+016 2,84198E+011 4,21090E+009 6,61147E+005 2,45951E+000 2,84198E+011 4,92797E+014 6,61147E+005 6,44934E+008 6,61147E+005 MYC PIP3 1,06081E+016 3,01787E+011 3,25483E+009 3,01787E+011 1,04455E+016 7,26606E+005 1,04455E+016 3,01787E+011 7,43861E+014 3,01787E+011 6,11556E+014 7,26606E+005 6,11492E+014 3,01787E+011 1,44048E+011 3,01787E+011 1,06081E+016 7,26606E+005 7,82296E+014 7,26606E+005 7,82211E+014 3,01787E+011 TUMOR B+L+P+U MYC PIP3 1,31681E+016 4,29230E+011 1,55283E+000 9,06212E+005 Diagnostics and Therapeutics Conferences@BIOTECHNICA: 1st Molecular Diagnostics Europe 2nd PEGS Europe – Protein & Antibody Engineering Summit Stem Cells Forensics Europe’s No. 1 in Biotechnology and Life Sciences TR ADE FAIR | CONFERENCES PA RTNERING | C A REER | AWA RD Abb. 1: Arzneimitteloptimierung bei Patient 1. Die Arzneimittel, denen die größte Effektivität bei der Senkung der Myc-Konzentration zugeschrieben wurde, werden in Runde 1 ausgewählt und paarweise für die Runde 2 kombiniert. Die besten Kombinationen der Runde 2 werden zu Tripletts für die Runde 3 kombiniert, bis eine Kombination gefunden ist, die Myc in Runde 4 im Tumor des Patienten vollständig eliminiert. In der klinischen Praxis wird der Arzt die besten Einzeltreffer oder Zweifachkombinationen auswählen, bis die klinische Sicherheit der Kombinationen höherer Ordnung bestimmt werden kann. Wir werden in der Praxis die Vorhersagen durch in-vitro-Tests experimentell verifizieren. Zusätzlich bietet das Vorgehen die Möglichkeit (nicht gezeigt) virtuelle Singlet- oder Duplett-Kombinationen zu screenen, die wirksamer sind als die derzeit vermarkteten Arzneimittel und daher für wirksame personalisierte Drug Discovery-Programme nutzbringend erscheinen. LABORWELT 13-15_LW4_10_Lehrach.indd 13 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 13 www.biotechnica.com 18.06.2010 11:26:51 Uhr Blitzlicht Mutanomics Patienten sterben. Tatsächlich wurde in der hier exemplarisch beschriebenen „181-Studie“ keine statistisch signifikante Verbesserung des Gesamtüberlebens erreicht. Individualisierte Diagnose mittels Next-Generation-Sequencing Abb. 2:Modellierung eines „virtuellen Patienten“, nachdem bei Patient 1 Änderungen in Schlüsselkomponenten dessen Tumormodells vorhergesagt und auch in Normalgewebe unter verschiedenen Bedingungen erfasst wurden (z.B. nach Stimulation mit Wachstumsfaktoren, diversen Wirkstoffen und deren Kombinationen bzw. Konzentrationen). Gezeigt sind die mittleren Verhältnisse spezifischer Behandlungsversuche versus Kontrollen (kein Wachstumsfaktor, keine Mutation, keine Wirkstoffapplikation). Das Modell sagt eine hohe Myc-Konzentration im Tumor vorher. Zunehmende Dosen einer Wirkstoffkombination könne die Myc-Expression im Tumor hemmen. Damit kann erwartet werden, dass die Zellteilung zum Stillstand kommt. Die Wirkstoffkombination betrifft einige, wenngleich nicht alle wachstumsrelevanten Pathways im Normalgewebe des Patienten. Dass Krebs das Ergebnis von im zeitlichen Verlauf angehäuften Faktoren ist, die das Tumorwachstum und die Metastasierunung begünstigen, ist seit geraumer Zeit bekannt. Gleichwohl schreitet die Entwicklung wirksamer Therapien quälend langsam und nur marginal voran. Allein in Deutschland liegt die Mortalitätsrate bei rund 270.ooo Todesfällen pro Jahr. Trotz der Verfügbarkeit neuer gezielter Therapien, haben sich die Heilungsraten der meisten verbreiteten Krebsarten nur wenig verbessert. Tatsächlich helfen die „Targeted Therapies“ meist nur einem kleinen Bruchteil der Patienten. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass sich verschiedene Tumore derselben klinischen Klassifikation auf molekularer Ebene durchaus unterscheiden. Berücksichtigung der individuellen Tumordiversität Unsere Erfahrungen bei der Sequenzierung von Tumorgenomen hat uns gezeigt, dass diese typischerweise zehntausende soma- www.laborwelt.de 14 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 13-15_LW4_10_Lehrach.indd 14 tische Veränderungen zeigen. Jeder Tumor ist deshalb einzigartig. Das bedeutet, dass das Ansprechen eines Patienten auf eine bestimmte Behandlung zwangsläufig immer ein individuelles Ansprechen ist. Dies deckt sich mit der Erfahrung der medizinischen Gemeinschaf t, dass Tumore derselben klinischen Klassifikation sehr verschiedene Therapien erfordern können. Die DiagnostikIndustrie hat im Kleinen damit begonnen, diesen Erfordernissen Rechnung zu tragen, indem das Vorhandensein individueller Biomarker – zum Beispiel die Her2/neuÜberexpression oder der K-RAS-Wildtyp – bei der Therapieentscheidung zu Rate gezogen werden. Da jedoch hunderte von Genen eine kausale Rolle in der Krebsentstehung spielen– sei es durch Mutation oder genetische Veränderung – bewirkt diese auf Einzelbiomarkern basierende Art der gezielten Diagnostik nur relativ bescheidene Fortschritte bei der Verbesserung der therapeutischen Wirksamkeit. Als Beispiel sei die K-RAS-Diagnostik angeführt. Sie verbessert die Ansprechrate für den EGFR-Inhibitor Irinotecan bei der Zweitlinienbehandlung von Darmkrebs von 10% in der KRAS-Mutanten-Gruppe auf immer noch magere 35% bei Patienten mit K-RAS-Wildtyp1. Selbst bei den meisten Respondern wird der Krebs letztendlich therapieresistent, und die Zwei wichtige Entwicklungen gestatten es nun, einen ganzheitlicheren Ansatz zu nutzen, um geeignete Krebstherapien für die Patienten auszuwählen: – Durch die jahrzehntelange onkologische Forschung gibt es umfangreiches Wissen über die Signalwege, denen eine Beteiligung am Krebsgeschehen zugesprochen wird. Zudem sind die molekularen Effekte zahlreicher somatischer Veränderungen oftmals sehr detailliert für viele Tumortypen beschrieben worden – eine Landkarte (Weinbergs “Pathways in Human Cancer”Poster) hunderter krebsassoziierter Proteine liegt vor. – Verbesserungen des Sequencing-Durchsatzes bei in den letzten fünf Jahren signifikant gesunkenen Sequenzierungskosten pro Base gestatten jetzt die Anwendung genomweiter Analysen des Tumor- und Körpergewebes eines jeden Krebspatienten. Die Kosten belaufen sich bei dieser Art „personalisierter Genomprojekte“ im Rahmen eines gewöhnlichen ForschungsGrants und liegen beträchtlich unter dem Jahrespreis (100.000 US-$) für die Krebsarznei Avastin. Unter der Annahme fortgesetzter Kostensenkungen erwarten wir, dass die Sequenzierung ganzer Genome binnen der nächsten drei bis fünf Jahre zu einer realistischen Option für den Massenmarkt wird. Die Verknüpfung umfassender Informationen über krebsrelevante Pathways mit der Sequenzierungs-gestützten molekularen Charakterisierung individueller Tumore und Patienten, gestattet es erstmals, wirklich prädiktive Modelle für das individuelle Ansprechen des einzelnen Patienten auf Arzneimittel zu entwickeln. Wir nutzen dazu das am MPI für molekulare Genetik entwickelte und von Alacris Theranostics kommerzialisierte „Virtual Patient“-Modellierungssystem ModCellTM . . Das ModCell-System ModCellTM nutzt relativ konventionelle Ansätze der mathematischen Pathway-Modellierung. Das Programm ist in der Objekt-orientierten Sprache Python geschrieben und so gestaltet, dass die Objekte den Komponenten Krebsrelevanter Pathways entsprechen (z.B. Genen, Proteinen, deren Modifikationszuständen, Komplexen, Metaboliten usw.). Jedes Objekt ist so zugewiesen, dass es ein Verfolgen seines LABORWELT 17.06.2010 10:12:25 Uhr Blitzlicht Mutanomics Zustandes (z.B. Konzentration) sowie seiner Funktionen gestattet (z.B. ein anderes Proteinobjekt an einer spezifischen Aminosäure zu phosphorylieren oder einen Komplex mit einer bestimmten Dissoziationskonstante zu bilden). Das System wird mit den Anfangskonzentrationen aller Komponenten initialisiert sowie mit den Werten der kinetischen Konstanten der diese beschreibenden Differentialgleichungen. Dies gestattet es, das System numerisch lösen zu können. Die resultierenden Berechnungen gestatten es uns, sowohl die kinetischen Änderungen als auch die Gleichgewichtskonzentrationen der relevanten Produkte nach einer Störung abzuschätzen, zum Beispiel einer Arzneimittelbehandlung. Da zahlreiche der kinetischen Parameter unbekannt sind, nutzen wir eine neue, zum Patent angemeldete Strategie, um dieses Problem zu bewältigen. Dies gestattet es uns, exakte Vorhersagemodelle zu erstellen, die weit komplexere Netzwerke beschreiben als bislang möglich. Unser aktuelles Modell des „Virtuellen Patienten“ umfasst 1.119 verschiedene Komponenten, die mit 333 unterschiedlichen Genen korrespondieren, welche durch 1.809 Reaktionen miteinander verknüpft sind. Dies entspricht insgesamt 2.152 verschiedenen kinetischen Parametern. Pilotprojekt In einem ersten Schritt, durch Modellierung der Wirkungen und Nebenwirkungen verschiedener Wirkstoffklassen individualisierte Krebstherapien zu etablieren, kooperiert Alacris mit einer Reihe von Forschungsgruppen und -instituten in einem Programm, das auf die individuelle Genom- und TranskriptomSequenzierung von Krebspatienten2 ausgelegt ist. Beteiligt sind daran Hans Lehrach und Bernhard Herrmann am MPI für molekulare Genetik, das Comprehensive Cancer Center sowie das Institut für Pathologie der Charité sowie die Arbeitsgruppe von George Church an der Harvard Medical School und dessen Kooperationspartner beim 1000 Genome‘s Project, CollabRx Inc. (Palo Alto, US). schiedliche Zelltypen und Zell/Organinteraktionen zu modellieren (z.B. Tumor-Stroma, pharmakogenetische Effekte). Es kann alle Datentypen integrieren, zum Beispiel Genom-, Transkriptom, Proteom-, Epigenom-, miRNA- und Phospoproteom-Daten. Dabei nimmt die Aussagekraft der Vorhersagen mit wachsender Datenbasis zu. Der erste Patient Ausblick Die erste Analyse eines Patienten mit metastatischem Melanom ist bereits abgeschlossen, sein Genom und Exom aus Blut und Tumorgewebe wurde mit mehr als 30-facher Sequenzabdeckung sequenziert (ca. 90 GB aus Blut, ca. 120 GB aus Tumorgewebe). Zusätzlich wurden das Tumor-Transkriptom, die vom Tumor abgeleiteten Zelllinien und Tumorstammzellen eingehend analysiert (rd. 300 Mio. Reads). Diese Daten wurden genutzt, um ein umfassendes Modell der Tumorbiologie und der wichtigsten Gewebe des Patienten mit Hilfe von ModCell TM zu erstellen.Die Analyse von Patient 1 lieferte 667 Mutationen in 461 verschiedenen Genen – die Basis, um die dosisabhängigen Effekte diverser Arzenimittelregimes zu modellieren (vgl. Abb. 1). Auf Basis der Analyse erhielt der Patient eine Kombinationstherapie von Sorafenib und Rapamycin von seinem behandelnden Arzt. Alacris baut derzeit ein Next-GenerationSequencing-Zentrum in Berlin am CharitéInstitut für Pathologie auf und plant, das ModCell-System in drei Anwendungsfeldern einzusetzen – zur rationalen Selektion von Therapien für austherapierte Krebspatienten (acht Patienten wurden bereits eingeschlossen), zur Identifikation neuer Biomarker und als Dienstleistung in präklinischen und klinischen Studien in Anwendungsfeldern wie Patientenstratifizierung und Life Cycle Management. Auf dem Weg zur personalierten Medizin Die Leistungsfähigkeit des vollständig deterministischen ModCell-Systems basiert auf seinem Vermögen, zahlreiche unter- AGOWA genomics becomes Tel: +49 (0)30 5304 2200 Email: [email protected] Web: www.lgcgenomics.com © LGC Limited, 2010. All rights reserved. Laborwelt 185 x 85mm 06_2010 + summer promotion.indd 1 LABORWELT 13-15_LW4_10_Lehrach.indd 15 Literatur [1] [2] www.euroinvestor.co.uk/news/story.aspx?id=10631702 www.treat1000.org/ Korrespondenzadresse Prof. Dr. Hans Lehrach Alacris Theranostics GmbH und Max-Planck-Institut für molekulare Genetik Ihnestraße 73 14195 Berlin Tel.: +49-(0)30-8413-1220 [email protected] www.alacrispharma.com Advancing genomic services and products • Next generation sequencing • Genomic services • DNA sequencing • DNA extraction kits • Nucleic acid extraction • services Summer promotion 2010* *special price for prepaid barcode sequencing upon request; valid from 1 June to 31 July 2010 02.06.2010 15:43:32 10. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 15 17.06.2010 10:12:38 Uhr Blitzlicht Kongressreport Mikrobielle Genomik erweitert Horizonte Thomas Hartmann, Zentrum für Infektionsforschung, Universität Würzburg Foto: Bejing Genome Institute, Shenzhen „New Frontiers in Microbial Genome Research“ – schon der Titel des fünften MikrobiologieSymposiums am Bielefelder Biotechnologiezentrum CeBiTec dokumentierte den derzeit stattfindenden Umbruch in der mikrobiologischen Genomforschung. Tatsächlich hat sich das Feld in den nur fünf Jahren nach Aufkommen des kommerziellen Next Generation Sequencings rasant entwickelt und liefert in immer schnellerem Takt Daten, die zur Optimierung von Produktionsorganismen und Fermentationen sowie zur Etablierung ganz neuer Synthesewege genutzt werden können. Entsprechend vielfältig präsentierten sich den 150 Besuchern die in 35 Vorträgen und 19 Postern vorgestellten Arbeiten – das auf dem CeBiTec Symposium beleuchtete Themenspektum reichte von der klassischen de novo -Sequenzierung über die Metagenomik bis hin zu biotechnologischen Anwendungen. Das Timing hätte nicht besser sein können: Lädt das BMBF doch Anfang Juli Biologen und Ingenieure zum Start eines Diskussionsprozesses ein, der darauf abzielt, die richtigen Weichenstellungen vorzunehmen, um die nächste Generation biotechnologischer Verfahren zu etablieren (vgl. S. 17). Abb. 1: Next Generation Sequencing-Power am BGI in Shenzhen Vor allem von der technischen Weiterentwicklung des 1996 von Pål Nyrén und Mostafa Ronaghi erdachten Pyrosequencings profitiert derzeit das Feld der Metagenomik. Hierbei werden nicht mehr einzelne Mikroorganismen sequenziert, sondern ganze Ökosysteme. Ein klassisches Anwendungsfeld findet sich in der Weißen Biotechnologie, insbesondere wenn es darum geht, nachwachsende Rohstoffe mit Hilfe speziell angepasster MikroorganismenGemeinschaften oder daraus isolierter Enzyme für Industrieanwendungen zu erschließen. Eine ganze Reihe von Gruppen stellte hier ihre Projekte vor. Im Fokus: Weiße Biotechnologie Neue Einblicke in das Metagenom der mikrobiellen Lebensgemeinschaft eines kommerziellen Biogasreaktors boten die Arbeiten der Gruppe 16 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 16-18_LW4_10_Hartmann_Kongresswelt.indd 16 von Alfred Pühler (CeBiTec). Ihre auf dem Pyrosequencing basierende 454-Sequenzierung des Reaktorökosystems lieferte Hinweise auf die einzelnen Bakteriengruppen und ihren Stoffwechselbeitrag im Reaktor. Bei den mittels 16S-RNA- und ’Environmental Gene Tag’ (EGT)Analyse identifizierten Bakterien dominierten unter den Eubakterien laut Pühler vor allem die zum Bakterienstamm der Firmicutes zählenden Clostridiales. Unter den Archaeen stechen besonders die Methanomicrobiales hervor. Die Firmicutes sind in erster Linie für den Abbau von Polysacchariden wie Cellulose und Xylan verantwortlich, die Methanomicrobiales für die hydrogenotrophe Produktion von Methan, dem Hauptbestandteil des zur CO2-neutralen Energieerzeugung eingesetzten Biogases. Das Forschungsobjekt von Alexander Sczyrba – früher Bioinformatikspezialist am CeBiTec, jetzt am DOE Joint Genome Institute – ist ein natürlicher Bioreaktor: der Kuhpansen. Interessant deshalb, weil mehr als 1.000 verschiedene Organismen in ihm zusammenarbeiten, um den Lignocellulose-Anteil von Gras in verwertbare Zucker umzusetzen. Der effektive Aufschluss insbesondere der anspruchslosen und schnellwachsenden C4-Pflanze „Switchgrass“ ist das erkärte Ziel einer ganzen Reihe von Forschungsgruppen, die den gegenüber Erdöl (500 US$/Tonne) billigen pflanzlichen Rohstoff (50 US$/Tonne) via Bioethanolfermentation zur Produktion der Massenkunststoffe Poyethylen und Polypropylen sowie Energieerzeugung nutzbar machen wollen. Doch laut Sczyrba ist die enzymatische Grasverzuckerung ein bisher entscheidender Flaschenhals der wirtschaftlichen Verwertung und das Auffinden neuer zellulolytischer Enzyme wichtig, um möglichst viel verwertbare Biomasse aus dem Material herauszuholen. Um neue Glykosylhydrolasen in dem hochkomplexen Metagenom aufzuspüren, nutzte Sczyrba eine Anreicherungsstrategie, die sich im Prinzip auf jede Enzymklasse anwenden lässt. Durch Assemblierung der 68 Gigabasen an kurzen Illumina-Reads gegen spezielle Datenbanken mit bereits bekannten Hydrolasen identifizierte Sczyrba 200 Enzymkandidaten, die nun in seiner Gruppe experimentell hinsichtlich ihrer biochemischen Aktivität untersucht werden. Darüber hinaus zeigte sich Sczyrba sehr optimistisch, aus den Daten mindestens ein de novo-Genom eines Pansenbewohners assemblieren zu können. Die Gruppe um Wolfgang Streit aus Hamburg interessiert sich ebenfalls für das Auffinden neuer, biotechnologisch interessanter Enzyme. Im Fokus stehen neben Hydrolasen, die Signalmoleküle (sog. „Autoinducer“) der Bakterienkommunikation („Quorum Sensing“) so verändern, dass diese sich nicht mehr zu Biofilmen zusammenlagern können, auch Lipasen, die in der Kosmetik-Industrie Anwendung finden. Anstatt via Next Generation Sequencing Sequenzhomologien zu bekannten Genen zu suchen, nutzt die Gruppe das sogenannte aktivitätsbasierte Screening. Dazu werden Proben zum Beispiel aus Thermalquellen entnommen, die DNA isoliert und als metagenomische Bibliothek in einen Wirtsorganismus wie E. coli transformiert. In diesen aus bis zu 1.000.000 Klonen bestehenden Organismenbanken wird dann mit Funktionstests nach interessanten biochemischem Funktionen gesucht, die dazugehörigen Gene danach isoliert und die Enzyme genauer charakterisiert. Der Mensch als Ökosystem Der menschliche Körper als Ökosystem, in dem die Zellen gegenüber den darauf siedelnden Organismen in zehnfacher Unterzahl sind, kann durch die Fortschritte der Metagenomik in einer bis vor kurzem unvorstellbaren Detailfülle untersucht werden. Von einer der bisher aufsehenerregendsten Arbeiten auf diesem Gebiet berichtete Stanislav Dusko Ehrlich (INRA, Paris), LABORWELT 17.06.2010 10:13:27 Uhr 20025 Nächste Generation biotechnologischer Verfahren Auftaktkongress zum Strategieprozess 8. Juli 2010, Radialsystem V, Holzmarktstraße 33, 10432 Berlin Mit welchen technologischen Entwicklungen können die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts gemeistert werden? Welchen Beitrag können Biotechnologie und Ingenieurwissenschaften für die Produktion von morgen leisten? Ein aussichtsreicher Ansatz liegt darin, Biologie und Ingenieurwissenschaften noch stärker als bisher miteinander zu verzahnen. Disziplinübergreifend lassen sich neue Wege erschließen, die über die bisherige Nutzung der Zelle als biotechnologische Produktionseinheit hinausgehen. Um Visionen für die nächste Generation biotechnologischer Verfahren zu entwickeln und deren Verwirklichung anzustoßen, hat sich das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit Forschungsorganisationen und Hochschulen auf einen gemeinsamen, langfristig angelegten Strategieprozess verständigt. Hier ist die aktive Mitwirkung einer Vielzahl von Akteuren gefragt. Daher sind alle interessierten Personen aus Wissenschaft und Wirtschaft eingeladen, ihre Ideen einzubringen. Mit einem Auftaktkongress am 8. Juli 2010 wird der Strategieprozess in Berlin gestartet. Die Teilnahme an der Veranstaltung ist kostenfrei. Eine Anmeldung ist erforderlich unter [email protected]. Weitere Informationen unter www.biotechnologie2020plus.de LABORWELT 16-18_LW4_10_Hartmann_Kongresswelt.indd 20025_Naechste-Generation_Anzeige.indd 1 17 11. Jahrgang | Nr. 3/2010 | 17 17.06.2010 17:24:52 10:13:39 Uhr 25.05.2010 Blitzlicht Kongressreport Koordinator des mit gut 21 Millionen Euro ausgestatten MetaHIT-Konsortiums („Metagenomics of the Human Intestinal Tract“). Mit Hilfe von mehr als 100 Illumina-Sequenzern am Bejing Genomics Institute Shenzhen (siehe Abb. 1) erstellten die 21 beteiligten Forschergruppen sowie die Firmen Danone und UCB erstmals einen Katalog der Gene der menschlichen Darmflora. Bislang gaben nur 16sRNA-Daten Aufschluss über die Zusammensetzung der Darmmikrobiotika. In 124 Probanden identifizierten die Forscher mehr als 1.000 verschiedene Bakterienspezies mit zusammen 3,3 Millionen unterschiedlichen Genen. Jeder einzelne Mensch beherbergt, so Ehrlich, durchschnittlich mindestens 160 verschiedene Bakterienspezies im Darm, mit jeweils gut 540.000 Genen. Allerdings sind die individuellen Unterschiede zum Teil erheblich. Anwendungspotential leitete Ehrlich aus der Arbeitshypothese ab, dass die Zusammensetzung des Darmmikrobioms Einfluss auf die Entwicklung chronischer Darmentzündungen nimmt, wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Auch bei der Entwicklung von Übergewicht scheint die Darmflora eine wichtige Rolle zu spielen. Zumindest zeigten die ermittelten Daten, dass die Bakteriendiversität im Darm adipöser Menschen gegenüber Normalgewichtigen deutlich herabgesetzt war. Von insgesamt 1.300 Genen die mit dem Body Mass Index (BMI) der Probanden assoziiert waren, verfügten Schlanke mit fast 500 Genen über eine knapp dreimal höhere genetische Vielfalt – insbesondere der Firmicutes-Gruppe – als Übergewichtige. Ob sich mittels gezielter Manipulation der Darmflora künftig Krankheiten heilen oder verhindern lassen, oder sich Ansätze zur Entwicklung von „Fett-weg-Joghurts“ mit spezieller Mikrobenzusammensetzung bieten werden, steht derzeit noch in den Sternen – dies herauszufinden ist aber ein erklärtes Forschungsziel von MetaHIT. Dreikampf auf dem Sequenzermarkt Bei den drei großen Anbietern von Next Generation-Sequenzern – Roche Diagnostics, Illumina/Solexa und Life Technologies/Applied Biosystems (Helicos fehlte in Bielefeld) zeichnen sich Marktverschiebungen ab. Roche spürt den heißen Atem der Konkurrenz nun auch auf seinem ureigenen Territorium, der de novo-Sequenzierung vollständiger Genome, nachdem unlängst die Gruppe um Jun Wang vom BGI-Shenzhen meldete, das Pandagenom durch alleinige Verwendung von IlluminaSequencern assembliert zu haben. Wang et al. hatten schon den Metahit-Genkatalog durch eine Kombination der Illumina- mit der klassischen Sangertechnik assembliert. Kurz vor dem weltweiten Launch von Roches um das vierfache kostengünstigeren Sequen- www.laborwelt.de 18 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 16-18_LW4_10_Hartmann_Kongresswelt.indd 18 Genomforschung für Jedermann Darmzotte – die Interaktion probiotischer Darmbakterien mit Immunzellen wird über „Pattern recognition-Rezeptoren“ vermittelt. zierungsplattfom GS Junior, die einen 10- bis 100-fach größeren Markt anspricht als die derzeitigen Großgeräte, präsentierte Illumina noch mit entsprechend breiter Brust seine Plattform als das momentane Nonplusultra für Hochleistungsanwendungen – besonders für Metagenomics und de novo-Sequenzierungen. Mit dem neuen HiSeq2000-System, einer Datentiefe von bis zu 350Gb und bis zu 2x150bp langen Pairedend Reads, will Illumina den anspruchsvollen Anwender zum Sprung von der etablierten 454-Technik zu Illumina bewegen. Roche konzentrierte sich vor allem auf den seit Ende Mai weltweit vermarkteten GS Junior, der die 454-Sequenzierung für die breite Masse erschließen soll. Die Penzberger steuern damit nicht nur einen erweiterten Kundenkreis in der Wissenschaft an, wie Labore, denen die Investitionskosten eines eigenen Hochdurchsatzsequenzers schlicht zu hoch waren oder deren Durchsatz dazu zu gering ist. Langfristig hat der Diagnostik-Weltmarktführer mit dem neuen Gerät den hochprofitablen Diagnostikmarkt im Auge, zum Beispiel 454-basierte Assays für die Pathogendetektion, wie etwa HIV/AIDS. Ein ähnliches 200.000 Euro teures System namens SOLiD PI stellte auf der Tagung der einstige Sequenzierungs-Weltmarktführer Applied Biosystems in Aussicht. Dessen aktuelles SOLiD4 System leidet trotz hoher Genauigkeit der Sequenzierung aber an seiner mangelnden Fähigkeit zur de novo-Sequenzierung, wenngleich Applied Biosystems diese Bedenken durch in-house-Sequenzierungsdaten von Listeria monocytogenes zu zerstreuen versucht. Für alle drei Anbieter erscheint am Horizont bereits die dritte Sequenzer-Generation, bei der man der Polymerase quasi live zusieht, wie sie einzelne DNA Moleküle sequenziert – bislang allerdings mit relativ unbefriedigender Fehlerrate. Die in zwei bis drei Jahren zu erwartende große Wende dürfte den Markt erneut durcheinanderwirbeln, obgleich sich alle drei Firmen bereits durch strategische Akquisitionen oder Partnerschaften vorbereitet fühlen. Wollte ein fachfremder Forscher komplexe Sequenzierungen am eigenen Forschungsgegenstand betreiben, war er bisher gezwungen, sich an Spezialisten mit dem nötigen Know-how und extrem teurer Infrastruktur zu wenden. Hier zeichnet sich langsam ein Trend zur Demokratisierung der Genomforschung ab. Illustriert wurde diese Entwicklung unter anderem durch Nico Callewaert, einen Spezialisten für Glykobiologie aus Gent, der das Genom von Pichia pastoris sequenziert hat. Er gab unumwunden zu, darin kein Experte zu sein und vermutete, dass dies seine erste und einzige de novo-Sequenzierung eines Organismus sein dürfte. Im Folgenden gab er dann einen Einblick in seinen erfolgreichen Ausflug in die Genomforschung, welcher auch anderen Nichtspezialisten Mut machen sollte, es ihm gleichzutun. Getrieben wird dieser Wandel einerseits durch immer preiswertere und einfacher zu bedienende Plattformen – wie das Roche GS Junior System –, welche die finanziellen und technischen Einstiegshürden in die Hochleistungssequenzierung stark senken. Darüber hinaus ist absehbar, dass auch die Anforderungen an die IT-Infrastruktur zum Auswerten der schieren Datenmengen bald drastisch fallen dürften. War bisher ein leistungsfähiger Computercluster nötig, um die Sequenzen zu Genen und Genomen zusammenzufügen, entwickelte die Gruppe um Alexander Goesmann aus Bielefeld den Algorithmus SARUMAN, der auf handelsüblichen Grafikkarten läuft. Aufgrund von technischen Limitationen der derzeitigen GPUs, vor allem mangelnder Speicherkapazität pro Prozessorkern, kann das Programm (noch?) nicht für die de novo-Assemblierung von Genomen verwendet werden. Für die Resequenzierung bereits bekannter Genome oder zur Detektion von Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) dürften GPU-basierte Algorithmen wie SARUMAN allerdings eine interessante Alternative zu Computerclustern werden. Anstatt also mehrere zehntausend Euro für eine Handvoll Server oder ganze Computerfarmen ausgeben zu müssen, könnte es in Zukunft ausreichen, ein Dutzend Grafikkarten für 500 Euro pro Stück zu kaufen. Mit Spannung darf nun die nächste gelungene CeBiTec-Veranstaltung erwartet werden, die über den notwendigen Durchbruch bei der Integration der in Massen gewonnenen Sequenzdaten mit experimentell erfassten Phänotypen berichtet – die nächste notwendige Horizonterweiterung auf dem Weg zu einer mikrobiologischen Systembiologie. Korrespondenzadresse Thomas Hartmann [email protected] LABORWELT 18.06.2010 11:27:36 Uhr Wissenschaft Genotyping Auffinden molekularer Targets für die Therapie von Angststörungen Carina Quast, Elisabeth Binder, Angelika Erhardt, Ludwig Czibere, Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München Angststörungen zählen zu den komplexen Erkrankungen – sie haben nicht nur eine Ursache, sondern resultieren aus dem Zusammenspiel von Umwelt, endogenen Faktoren und genetischer Prädisposition. Den Genen wird dabei ein Einfluss von 30% bis 40% zugeschrieben. Um die verantwortlichen Gene zu identifizieren, werden Assoziationsstudien durchgeführt, in denen das gleichzeitige Auftreten eines bestimmten Phänotyps und einer genetischen Variante erfasst wird. Sogenannte à priori-Assoziationsstudien beschränken sich dabei auf Gene, für die bereits in früheren Untersuchungen ein entscheidender Einfluss auf den untersuchten Phänotyp nachgewiesen werden konnte. Auf diesem Wege wurden bis dato allerdings keine Suszeptibilitätsgene gefunden. Sogenannte genomweite Assoziationsstudien erfassen dagegen nicht nur einzelne Gene, sondern das komplette Genom (hypothesenfreier Ansatz). In einer solchen genomweiten Studie haben wir einen Haplotyp identifiziert, der aus zwei im TMEM132D-Gen liegenden SNPs (single nucleotide polymorphisms) besteht und stark mit Panikstörungen sowie der Ausprägung von antizipatorischer Angst assoziiert ist. Auch im Tiermodell konnte eine Assoziation dieses Gens mit Angstverhalten nachgewiesen werden. Bei dem TMEM132D-Protein handelt es sich um ein Transmembranprotein, das als Target für innovative Medikamente geeignet sein könnte. Angststörungen zählen mit einer Prävalenz von 25% zu den häufigsten psychiatrischen Erkrankungen innerhalb der Allgemeinbevölkerung. Jeder Vierte entwickelt im Laufe seines Lebens eine solche Störung. Zu den Angsterkrankungen zählen zum einen Phobien, die sich dadurch auszeichnen, dass Angstzustände durch klar definierte Situationen oder Objekte ausgelöst werden. Im Vergleich dazu sind Panikstörungen und generalisierte Angststörungen nicht auf bestimmte Umgebungssituationen beschränkt, sondern treten unerwartet auf. Wie viele andere psychiatrische Störungen zählen Angststörungen zu den komplexen Erkrankungen, die wahrscheinlich durch ein Zusammenspiel von Umwelt, genetischer Prädisposition und endogenen Faktoren zustande kommen. Untersuchungen zur frühkindlichen Entwicklung deuten darauf hin, dass bereits früh in der Entwicklung eines Individuums die Prädisposition zu Angsterkrankungen entstehen kann. Dabei können Umwelteinflüsse und das Vorhandensein bestimmter genetischer Marker die spätere Ausprägung einer psychiatrischen Erkrankung und Ansprechbarkeit auf antidepressive Therapien beeinflussen1. Diese genetische Komponente hat einen Anteil von schätzungsweise 30% bis 40 %. Ein ähnlicher Modus wird für die depressiven Erkrankungen vermutet – der genetische Anteil bei bipolaren Störungen und Schizophrenie scheint aber deutlich höher zu liegen. Welche Gene genau für die Ausbildung einer Angststörung verantwortlich sind, ist noch nicht geklärt. Es ist unwahrscheinlich, dass monogenetische Defekte ursächlich sind. Bisherige Untersuchungsergebnisse deuten vielmehr darauf hin, dass Mutationen oder Dysfunktionen in mehreren Genen zusammenwirken und so zu einem erhöhten Krankheitsrisiko beitragen. Die derzeit am häufigsten angewandte Methode zur Analyse des genetischen Hintergrunds von Erkrankungen ist die Assoziationsstudie, mit der das gleichzeitige Auftreten eines bestimmten Phänotyps und einer genetischen Variante untersucht wird. Suche nach Suszeptibilitätsgenen Abb. 1: Darstellung der –logP-Werte der Einzel-SNP-Assoziationen im TMEM132D-Gen. FallKontroll-Assoziationen: Dreiecke; Assoziationen mit dimensionaler Angst: Quadrate. LABORWELT 21-23_LW4_10_Quast.indd 21 Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Ansätze für Assoziationsstudien: Bei sogenannten á priori-Studien wird versucht, eine zuvor aufgestellte Hypothese zu belegen. Dazu wird – auf der Basis von Annahmen aus früheren Untersuchungen – nach Kandidatengenen gefahndet, von denen angenommen wird, dass sie entscheidenden Einfluss auf die Ausprägung eines bestimmten Phänotyps nehmen. Im Zusammenhang mit Angststörungen orientiert sich die Auswahl dieser Gene an Ergebnissen aus abgeschlossenen präklinischen und klinischen Studien. So werden etwa Gene aus den Neurotransmittersystemen der Botenstoffe Serotonin, Dopamin und Noradrenalin untersucht. In einem solchen Kandidatengen-Ansatz werden Einzelbasenvariationen, sogenannte SNPs (single nucleotide polymorphisms) in ausgewählten Genen bei Patienten mit Angsterkrankungen und Kontrollprobanden genotypisiert und die Allelfrequenzen verglichen. Viele Gene wurden 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 21 18.06.2010 11:28:44 Uhr Wissenschaft Genotyping b EPM 70 * ** 60 * 4.5 ** 4.0 50 40 30 20 10 0 Tmem132d mRNA *** ** Relative Expression Zeit auf den offenen Armen [%] a 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 HAB* CD1** LAB*** 0.0 HAB* CD1** LAB*** *HAB = Überängstliche Mäuse, **CD1 = normale Mäuse, ***LAB = weniger ängstliche Mäuse, Abb. 2:Zusammenhang von Angstverhalten und TMEM132D-Expression im Tiermodell. (a) Ergebnis des Elevated plus-maze (EPM)-Verhaltenstests bei Mäusen. Überängstliche HAB-Mäuse verbringen im Vergleich zu normalen CD1-Kontrollmäusen weniger Zeit auf den offenen Armen, die wenigen ängstliche LAB-Mäuse hingegen mehr. (b) Relative Expression von TMEM132D-mRNA im zingulären Kortex von Mäusen als Kandidatengene postuliert, jedoch konnte bislang kein Einziges in voneinander unabhängigen Studien als ursächlich bestätigt werden. Teils wurden andere Varianten des untersuchten Kandidatengens mit der untersuchten Störung in Verbindung gebracht, teils ergab sich keine Assoziation, so dass bis dato keine Suszeptibilitätsgene gefunden wurden2. Beim zweiten Ansatz wird ohne zuvor aufgestellte Hypothese nach Suszeptibilitätsgenen gefahndet. Diese genomweiten Assoziationsstudien könnten der Schlüssel zum Erfolg sein, da mit dieser Methode im Hochdurchsatzverfahren das gesamte Genom auf Assoziationen mit bestimmten Erkrankungen oder quantitativen Phänotypen durchsucht werden kann. Auf diese Weise lassen sich bisher nicht bekannte genetische Marker identifizieren. Dies eröffnet Einblicke in ganz neue pathophysiologische Mechanismen mit möglichem Einsatz in der Behandlung von Angststörungen. Natürliche vs. krankheitsrelevante Varianz Genomweite Untersuchungen wurden bereits bei mehreren psychiatrischen Erkrankungen durchgeführt. Dabei kommen kommerziell verfügbare Microarrays mit unterschiedlicher Abdeckungsdichte (von 100k bis 1000k) zum Einsatz, zum Beispiel von Illumina und Affymetrix. Sowohl für die Krankheitsbilder Depression3-4 als auch bipolare Erkrankungen5-6 liegen genomweite Studien vor. Für Panikstörungen ist im vergangenen Jahr eine genomweite Studie an einem kleinen Patientenkollektiv aus Japan veröffentlicht worden7. Allen Studien ist gemein, dass in Einzelkohorten zum größten Teil keine genomweiten Assoziationen nach Korrektur für die Anzahl der Tests gefunden 22 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 21-23_LW4_10_Quast.indd 22 werden konnten und die Replikation der TopHits schwierig war. Eine mögliche Erklärung ist, dass die Patientenstichproben eventuell zu klein waren oder Patienten mit unterschiedlichen klinischen Phänotypen gemeinsam analysiert und dadurch die genetischen Effekte verwischt wurden. Denkbar ist auch, dass die genetischen Effekte bei komplexen Erkrankungen unter der statistischen Korrekturschwelle lagen und dadurch als falsch-negativ deklariert wurden. Die große Herausforderung ist es also, aus der Vielzahl der nominalen Assoziationen in genomweiten Studien die biologisch relevanten herauszufiltern. Aktuell wird empfohlen, eine große Anzahl von Patienten – also mindestens mehrere Tausend – in genomweite Studien einzuschließen, weil dadurch auch seltene Varianten und kleinere Effekte abgebildet werden könnten. Allerdings bleibt es unklar, ob durch diesen Ansatz das Problem der genetischen Heterogenität gelöst werden kann, so dass diese Riesenkohorten auch in sich sehr fein phänotypisiert werden müssten. Translationaler Ansatz Am Max-Planck-Institut für Psychiatrie wählten wir daher den translationalen Ansatz, das heißt die Kombination von humangenetischen und tier- beziehungsweise verhaltens experimentellen Befunden, um die Problematik der Selektion von biologisch relevanten Assoziationen in genomweiten Studien zumindest teilweise zu lösen8. In einem ersten Schritt wurden 216 Panikpatienten und 222 Kontrollen mittels Illumina HumanHap300Microarrays genotypisiert und anschließend die Studie in zwei unabhängigen deutschen Kollektiven mit zusammen 671 Patienten und 692 Kontrollen repliziert. Auf den Microarrays können mehr als 317.000 SNPs innerhalb des gesamten Genoms gleichzeitig untersucht werden. Ausgewählt wurden vor allem sogenannte „tagging SNPs“ aus der Phase I des Internationalen Hap Map-Projektes, die etwa 80 % der Variabilität des humanen Genoms abdecken. Tagging SNPs sind EinzelbasenVariationen, die in einer Region mit einem hohen Linkage Disequilibrium liegen, also gemeinsam vererbt werden. Für die nähere Untersuchung einzelner oder einer kleineren Anzahl von SNPs, angeordnet in Plexen, wurde die MALDI-TOF-Methode (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization – Time of Flight) verwendet. Bestimmte Genregionen, lassen sich auch massenspektrometrisch (single base primer extension-Technologie, Sequenom) sequenzieren – dies ermöglicht es, auch seltene Varianten zu erfassen, die nicht auf den Microarrays repräsentiert sind. Krankheitsassoziierter Haplotyp Unter Anwendung der beschriebenen Methoden identifizierten wir einen Haplotyp, der aus zwei SNPs in Introns des TMEM132D-Gens besteht und der stark mit Panikstörungen sowie der Ausprägung antizipatorischer Ängste assoziiert ist (Abb. 1) – der Haplotyp gibt Auskunft darüber, welche genetischen Varianten gemeinsam vererbt werden. Die genetischen Fall-Kontroll-Effekte wurden in zwei weiteren deutschen Patientenkollektiven aus Münster und Bonn repliziert, dabei erreichte der Haplotyp genomweite Signifikanz im gesamten Patientenkollektiv. Die Assoziation mit dimensionaler Angst konnte überdies in einem Patientenkollektiv mit Depression sowie einem epidemiologischen Kollektiv nachgewiesen werden, was darauf hindeutet, dass das Gen eine Rolle in der Entstehung von pathologischer Angst unabhängig von psychiatrischer Diagnose spielt. Bei der Analyse öffentlich verfügbarer Daten zur post-mortem-Genexpression im humanen frontalen Kortex9 konnten wir einen Zusammenhang zwischen den ursprünglich gefundenen Risikogenotypen und der Expressionsstärke feststellen, wobei sich bei Risikoallelen eine erhöhte Genexpression zeigte. Phänotypisierung im Angstmodell Die Hypothese, dass TMEM132D tatsächlich an neuronalen Prozessen beteiligt ist, die zur Entstehung von Angst und somit auch zu Überängstlichkeit führen, wurde in einem zweiten Schritt im Tiermodell überprüft. Untersucht www.laborwelt.de LABORWELT 18.06.2010 11:29:11 Uhr Wissenschaft Genotyping wurden selektiv auf Angstverhalten gezüchtete Mäuse, die im Vergleich zu Kontrollmäusen (CD 1-Mäuse) entweder ein überängstliches Verhalten zeigten (high anxiety-related behaviour, HAB) oder durch ein nicht ängstliches bis mutiges Verhalten charakterisiert waren (low anxiety-related behaviour, LAB). HAB-Mäuse zeigten gegenüber LAB-Mäusen eine erhöhte TMEM132D mRNA-Expression im Gehirn (Abb. 2). Diese war jedoch nicht im gesamten Gehirn zu beobachten, sondern beschränkte sich auf den zingulären Kortex. Diese Gehirnregion ist eng mit der Amygdala verbunden, dem Bereich im Gehirn, der für die Entstehung von Angst verantwortlich ist. Durch eine erhöhte Aktivierung des zingulären Kortex scheint es zu einer verstärkten Reaktion der Amygdala und somit zu einer größeren Ängstlichkeit zu kommen. TMEM132D stellt somit nicht nur ein neues Kandidatengen für Panikstörungen dar, sondern könnte auch allgemein an der Ausbildung des natürlichen Angstverhaltens beteiligt sein. Das postulierte Gen befindet sich am terminalen Ende des langen Arms von Chromosom 12. Mit einer Länge von 831.942 Basenpaaren handelt es sich um ein sehr großes Gen, das aus neun Exons besteht. Das Genprodukt ist ein Vertreter der TMEM132-Proteinfamilie, die zur Klasse der Transmembranproteine gehört, daher auch die Abkürzung TMEM, die für „transmembrane“ steht. Als single pass-Membranprotein durchspannt das 1.099 Aminosäuren lange und aus drei Domänen aufgebaute TMEM132D die Zellmembran nur einmal. Extrazellullär befindet sich eine aus 885 Aminosäuren bestehende Domäne, die Zellmembran durchspannende Domäne ist nur 21 Aminosäuren groß. Die dritte, aus 163 Aminosäuren bestehende, Domäne befindet sich im Zytoplasma. Exprimiert wird TMEM132D in reifen Oligodendrozyten, wobei die Expression nicht in allen Zellen des Körpers zu beobachten ist, sondern auf spezifische Gewebe beschränkt ist. Die höchste Proteinkonzentration findet sich im Gehirn. Auch in Geweben des Immunsystems wie Knochenmark oder Thymus, in Muskelgewebe oder den Organen Niere, Lunge, Leber oder Bauchspeicheldrüse findet eine Expression statt. Als Membranprotein ist TMEM132D als Arzneimitteltarget geeignet. Damit ist erstmalig ein genetisch identifiziertes, spezifisches Target gegen Angstsymptome verfügbar. Welche biologische Funktion das Protein im menschlichen Organismus ausübt, ist derzeit noch nicht geklärt. Vermutet wird, dass es als Oberflächenmarker bei der Differenzierung von Oligodendrozyten eine entscheidende Rolle spielt. Ob diese Hypothese tatsächlich zutrifft und in welchen intra- oder extra- zellulären Kreisläufen das Protein eine Rolle spielt, soll in nachfolgenden Studien geklärt werden. Des Weiteren soll der extrazellulär bindende, körpereigene Ligand identifiziert werden und seine Eignung als potentielles pharmakologisches Substrat im Tiermodell geprüft werden. Literatur [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Caspi A et al. (2003) Science 301: 386-389. Smoller JW, Gardner-Schuster E, Covino J. (2008a) Am J Med Genet C Semin Med Genet 148:118–126. Muglia P et al. (2010) Mol Psychiatry 15(6): 589-601. Ising M et al. (2009) Arch Gen Psychiatry 66(9): 966-75. Ferreira MA et al. (2008) Nat Genet. 40(9): 1056-8. Baum AE et al. (2008) . Mol Psychiatry 13(2): 197-207. Otowa T et al. (2009) Journal of Human Genetics 54: 122–126. Erhardt A et al. (2010) Molecular Psychiatry: 1-17. Myers AJ et al. (2007) Nat Genet 39: 1494-1499. Korrespondenzadresse Carina Quast Max-Planck-Institut für Psychiatrie Kraepelinstraße 2-10 80804 München Tel.: +49-(0)89-30622-323 [email protected] www.mpipsykl.mpg.de Industriemesse Industriemesse für Forschung für Forschung und und Entwicklung, Entwicklung, UmweltUmweltund und Verfahrenstechnik Verfahrenstechnik in Pharma, in Pharma, Chemie Chemie und und Biotechnologie Biotechnologie 21.21. bisbis 24.24. September September 2010 2010 | Messe | Messe Basel Basel | www.ilmac.ch | www.ilmac.ch Online Online ab Juli ab 2010: Juli 2010: Gratis Gratis zur ILMAC: zur ILMAC: Registrieren Registrieren und Priorityund PriorityCodeCode «471-C81W36C84T62» «471-C81W36C84T62» eingeben eingeben unterunter www.ilmac.ch/online-ticket www.ilmac.ch/online-ticket Die ILMAC Die ILMAC präsentiert präsentiert wie keine wie keine andere andere Messe Messe alle industriellen alle industriellen Anwendungen Anwendungen der Verfahrenstechnik der Verfahrenstechnik in Basel, in Basel, demdem grössten grössten Zentrum Zentrum der pharmazeutischen der pharmazeutischen und und chemischen chemischen Industrie Industrie Europas. Europas. HierHier treffen treffen Anbieterkompetenz Anbieterkompetenz auf Kundenkompetenz auf Kundenkompetenz und und Innovation Innovation auf Nachfrage. auf Nachfrage. JetztJetzt vormerken! vormerken! www.ilmac24.ch: www.ilmac24.ch: Das interaktive Das interaktive Aussteller-, Aussteller-, ProdukteProdukteund und Markenverzeichnis Markenverzeichnis Anreise Anreise und Aufenthalt: und Aufenthalt: www.sbb.ch/messen www.sbb.ch/messen und und www.basel.com www.basel.com Presenting Presenting Partner Partner LABORWELT L_Besucherinserat_210x137_E+H.indd IL_Besucherinserat_210x137_E+H.indd IL_Besucherinserat_210x137_E+H.indd 1 11 21-23_LW4_10_Quast.indd 23 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 23 14.06.10 14.06.10 14.06.10 11:26 11:26 11:26 17.06.2010 10:15:44 Uhr Testwelt Nukleinsäurereinigung Vergleich: Automatische Aufreinigungsmethoden für virale Nukleinsäuren PD Dr. rer. nat. Sandra S. Eßbauer, Rahime Terzioglu, Dr. med. Gerhard Dobler; Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr, München In den letzten Jahren hat sich der Markt für die automatisierte Nukleinsäure-Aufreinigung geringer Probensätze beträchtlich weiterentwickelt. Die Automaten werden subjektiv als vorteilhaft empfunden, wenn es darum geht, die sich ständig wiederholende Probenaufarbeitung standardisiert, kontrolliert und äußerst effektiv ablaufen zu lassen. Für diagnostische Standardanwendungen wie den Erregernachweis in Serum existieren im klinischen Bereich eine Reihe von Großgeräten. Viele Labore bearbeiten aber unregelmäßig eintreffende diagnostische Einsendungen mit unterschiedlichsten Erfordernissen, oder es ist bei vielseitigen Forschungsprojekten große Flexibilität gefragt. Eine individuelle und zeitnahe Nukleinsäure-Extraktion kann gravierenden Einfluss auf die Qualität, Sensitivität und Spezifität der anschließenden Analysen nehmen. Wir haben daher die Isolierung viraler Nukleinsäuren aus vier verschiedenen Trägermaterialien miteinander verglichen: die klassische manuelle Qiagen-Mikrospin-Nukleinsäure-Extraktion, den Fuji Quickgene 810-Halbautomaten, und die beiden Vollautomaten Roche Magnapure compact und Magtration 12GC von PSS Bio Instruments Inc. (PSS). Eine kritische Bewertung der verschiedenen Systeme mit den jeweiligen Vor- aber auch Nachteilen ist in Tabelle 1 gezeigt. A B C D Abb. 1: Für virale Nukleinsäuren wurde die klassische Qiagen-Säulenaufreinigung (A) mit zwei Vollautomaten verglichen, dem Roche Magnapure compact (B) und dem PSS Magtration 12 GC (C) , sowie einem Halbautomaten, dem Fuji Quickgene (D). Mit der Etablierung von Echtzeit-RT-PCR- und PCR-Methoden haben sich die Nachweisverfahren in Diagnostik und Forschung molekularbiologisch deutlich weiterentwickelt. Dauerte ein RT-/PCR-Nachweis früher bis zu 1,5 Arbeitstage, so kann der Nachweis der Erreger-spezifischen 24 | 11. Jahrgang | Nr.4/2010 24-28LW4_10_Testwelt_Essbauer_tg.indd 24 Nukleinsäuren aktuell in ein bis vier Stunden erbracht werden1,2. Die Schnelligkeit und Sensitivität der Nachweissysteme hängt dabei entscheidend von der Dauer und Effizienz der Nukleinsäure-Aufbereitung aus unterschiedlichen Probenmatrices ab. In der klinischen Rou- tinediagnostik, zum Beispiel von HIV oder Hepatitisviren, werden Großgeräte eingesetzt3,4. Die Molekulardiagnostik seltener Infektionen erfordert dagegen eine große Flexibilität der Geräte sowie eine optimale Abstimmung der verwendeten Reagenzien auf die jeweiligen Geräte und Trägermaterialien. Im Rahmen eines zweijährigen Projektes am Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr wurde eine vergleichende Untersuchung von drei kommerziell verfügbaren, kleinen NukleinsäureAufreinigungsautomaten mit der klassischen manuellen Nukleinsäure-Extraktion via Säule und Präzipitation durchgeführt. Ziel dabei war es, die Untersuchungszeit zu verkürzen, zugleich aber hohe Qualitätsstandards zu wahren, um bei einem Krankheitsausbruch durch Erreger mit großem Infektionsrisiko, hoher Pathogenität und/oder Letalität – insbesondere durch als B-Agenzien geeignete Erreger –, spezifische therapeutische und prophylaktische Maßnahmen schnellstmöglich einleiten zu können5. Projektüberblick Für die vergleichenden Untersuchungen wurde exemplarisch für DNS-Viren das zu den Orthopockenviren zählende Vacciniavirus (VACV) verwendet. Der Schutz vor Pockenviren zählt zum Kernauftrag des Institutes für Mikrobiologie. Bei einem Ausbruch mit Pockenviren ist eine Schnelldiagnostik für die Eindämmung eines Ausbruches oder die Implementierung von Quarantänemaßnahmen entscheidend6,7. Als RNS-Virus wurde das aus Afrika nach Österreich eingeschleppte Usutuvirus (USUV) – ein Flavivirus – ausgewählt8. USUV-Ausbrüche haben seit dem Jahr 2001 in Österreich, seit 2005 bzw. 2006 in Ungarn, der Schweiz und Italien Schlagzeilen gemacht, da daran vielerorts Wildvögel („Amselsterben“) verendet sind und im Jahr 2009 in Italien sogar über schwere humane Infektionen berichtet wurde9,10. Standardisierte Verdünnungsreihen der beiden verwendeten Viren wurden zu vier verschiedenen Matrices hinzugegeben: (1)Zellkultur-„Medium“ wurde als Kontrolllösung ohne Matrixeffekte eingesetzt. (2)Um die häufig in der Diagnostik verwendete Matrix „Serum“ zu simulieren, wurde ein standardisiertes, humanes, koaguliertes („off the clot“) Serum verwendet. (3)Eine „Zecken“-Lösung wurde aus Homogenaten von Zeckenpools in Zellkulturmedium generiert. (4)„ Leber“-Gewebe wurde von SPF-Labormäusen entnommen, in Zellkulturmedium homogenisiert in die Versuche eingesetzt. Von den beschriebenen, vorbereiteten Virusverdünnungen in den vier verschiedenen Trägermaterialien wurden dann nach einem für jede Aufreinigungsmethode festgelegten Protokoll in Mehrfachansätzen virale Nukleinsäuren extrahiert. Diese kamen in spezifischen RealLABORWELT 18.06.2010 11:51:21 Uhr LABORWELT 24-28LW4_10_Testwelt_Essbauer_tg.indd 25 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 25 17.06.2010 10:17:52 Uhr Testwelt Nukleinsäurereinigung Tab. 1: Technische Daten der Geräte, Aufreinigungsmethode Aufreinigungsverfahren PSS Magtration QuickGene -810 MagnaPure Compact Firma PSS Europe Fuji Roche Qiagen Anschaffungskosten (2006) 32.000 € (+ 320 € Card) 9.975 € 35.000 € – Automatisiert ja ja semi nein* Prinzip Magnetische Beads Fuji organisches Polymer Magnetische Beads Silika-Membran Separation über Magnet Säulchen und Druck Magnet Säulchen und Zentrifugation Gewicht [kg] 55 21 60 1 Abmessung [Breite x Tiefe x Höhe][mm] 500 mm x 535mm x 574 mm 448 mm x 332 mm x 398 mm 540 mm x 610 mm x570 mm – Erforderliche Zusatzgeräte – Zentrifuge und 2 Heizblöcke – Zentrifuge (bei DNA: Heizblock) Probenanzahl/Aufreinigung 12 8 8 12-30 Probenvolumen 100-500 µl # 200-1000 µl 1 100-1000 µl 140-400 µl 1 Elutionsvolumen 50-200 µl # 50-400 µl 50-200 µl 40-200 µl Justierung notwendig nein nein ja nein Barcodes nein nein ja nein (optional) Dauer Aufreinigung viraler DNS (min) 48,39 ± 2,95 57,33 ± 0,86 37,65 ± 0,48° 42,51 ± 1,94 – davon manuelle Zeit (min) 8,28 ± 2.95 43,97 ± 0,86 7,25 ± 0,25 43,71 ± 2,45§ Dauer Aufreinigung viraler RNS (min) 48,39 ± 2,95 40,76 ± 1,66 37,5 ± 0,15 43,71 ± 2,45 – davon manuelle Zeit (min) 8,28 ± 2.95 27,4 ± 1,66 7,25 ± 0,25 43,71 ± 2,45§ Empfohlene Kits für virale DNS Magtration MagaZorb DNA Quick Gene DNA Tissue Kit S MagnaPureCompact Nucleic Acid QIAamp DNA Mini Kit Isolation Kit I Empfohlene Kits für virale RNS Magtration MagaZorb DNA Quick Gene DNA Tissue Kit S# MagnaPure Compact RNA Isolation Kit Für Serum: MagnaPureCompact Nucleic Acid Isolation Kit I QIAamp Viral RNA Mini Kit Preis/Aufreinigung virale DNS 4,48 € 4,27 € 7,02 € 2,61 € Preis/Aufreinigung virale RNS 4,48 € 4,27 € 9,66 € (Serum: 7,02€) 3,11 € Dekontamination Wischdesinfektion Abschließendes Spülen mit Ethanol2, Wischdesinfektion UV-Lampe und Programm integriert Wischdesinfektion # Handaufreinigung *Mittlerweile gibt es eine Automatisierung für die Qiagen-Kits. Der Qiacube-Automat verwendet die manuellen Kits von Qiagen und kann an jedem Extraktionsschritt manuell weiterbearbeitet werden; °in Abhängigkeit vom benutzten Programm unterschiedlich; #mit verschiedenen Protokollen, siehe im Detail im Text; § Zentrifugation nicht herausgerechnet. 1 Es lassen sich je nach Kit sehr unterschiedliche Mengen einsetzen, Puffer müssen ggf. angepasst werden. Das direktes Einsetzen von Geweben ist möglich. 2Das abschließende Spülen mit Ethanol dient eigentlich der Entfernung von Salzkristallen in den Schläuchen des Quickgene 810, kann aber zusätzlich als dekontaminierende Maßnahme gesehen werden. time RT-/PCRs am LightCycler 1.5-Instrument zum Einsatz, und die erhaltenen Ergebnisse (Ct-Werte, Nachweisgrenzen) wurden statistisch ausgewertet. Basisdaten der NukleinsäureAufreinigungsmethoden Prinzipiell wurden vier Nukleinsäure-Aufreinigungsmethoden, mit unterschiedlichen Eigenschaften und Automatisierung verglichen. Die Extraktionschemie und -protokolle zeigten einen entscheidenden Einfluss auf die Sensitivität, Linearität sowie Robustheit der Ergebnisse. Die Extraktionen wurden mit folgenden jeweils für die Matrices in den Vorversuchen als optimal ermittelten Protokollen eingesetzt. (1)Die manuelle Extraktion der Nukleinsäuren wurde mit dem „QIAamp DNA Mini Kit“ (“Blood and Body Fluid Spin Protocol”) für VACV und dem “Qiagen viral RNA Kit” für USUV durchgeführt (Qiagen, Hilden). (2)Das „MagnaPure compact NA Isolation Kit” wurde für alle VACV-Versuche und USUV in Serum, und das “MagnaPure Compact RNA 26 | 11. Jahrgang | Nr.4/2010 24-28LW4_10_Testwelt_Essbauer_tg.indd 26 Isolation Kit“ für USUV in Zecke, Leber und Medium am “Magnapure compact” Gerät (Roche, Mannheim) eingesetzt. (3)Mit dem „PSS Magtration 12 GC“-Gerät (PSS Europe, Wörrstadt) wurde das „Magtration MagaZorb DNA Common Kit“ (MagtrationMagaZorb DNA chip) für alle Untersuchungen verwendet. Dies resultierte aus den Vorversuchen, da der von der Firma PSS Europe zum Zeitpunkt des Projektes angebotene RNS-Isolierungskit keine zufriedenstellenden Ergebnisse lieferte. (4)Das „QuickGene 810“-Gerät (FujiFilm, Düsseldorf) wurde als drittes Gerät im Projekt verwendet. Alle Proben wurden hier mit dem „DNA tissue Kit“, Programm “WB” verarbeitet, mit drei verschiedenen, von der Firma zur Verfügung gestellten Protokollen. Für VACV in Medium und Serum erwies sich das „30µl PK“-Protokoll, für VACV in Zecke und Leber das „MDT“-Protokoll in den Vorexperimenten als optimal. USUV wurde mit dem „Momoki“Protokoll isoliert. Was sind die wesentlichen Unterschiede der vier verglichenen Aufreinigungsmethoden bezüglich der Basisdaten? Tabelle 1 enthält ei- nen Vergleich und zeigt Details der generellen Unterschiede. Die verwendeten Techniken beruhen auf drei sehr unterschiedlichen Nukleinsäure-Aufreinigungsprinzipien. Die klassische Extraktion über Säulchen erfolgt durch Bindung der Nukleinsäure an Kieselgel (Silica). Beim Magnapure und PSS Magtration basiert die Extraktion auf Trennung mittels magnetischer Partikel (Beads)11. Bei diesen beiden Geräten sind die Reagenzien von der jeweiligen Firma in Kartuschen vorgefüllt vorgelegt, was Kreuzkontaminationen und Verwechslungen beim Vorlegen/Einfüllen der Kitreagenzien ausschließt. Die Aufreinigung mit dem Quickgene 810 beruht über Bindung der Nukleinsäure an eine organische, ultradünne Fujifilm-Polymermembran12. Hier können bei der Vorbereitung der Proben sowie bei der Handaufreinigung durch menschliche Fehltätigkeit prinzipiell Kreuzkontaminationen oder Verwechslungen auftreten, da Waschpuffer, der selbst anzusetzen ist, und Elutionspuffer für alle parallel abzuarbeitenden Proben sich in einem Vorratsgefäß befinden. Ein Vergleich der Maße und Gewichte der Geräte zeigt, dass sich die manuelle Aufreinigung LABORWELT 18.06.2010 11:52:40 Uhr und der Quickgene-810 bestens für eine Verlagerung in ein neues oder sogar mobiles Labor eignen. Der MagnaPure Compact ist aufgrund der von der Firma notwendigen Vorjustierung nicht mobil einsetzbar. Die Geräte und auch die manuelle Extraktion unterscheiden sich zudem in der Menge an gleichzeitig parallel untersuchbaren Proben. Bei der manuellen Nukleinsäure-Extraktion können beispielsweise abhängig von der Kapazität der Zentrifuge meist bis zu 30 Proben gleichzeitig bearbeitet werden, wogegen beim QuickGen 810 und MagnaPure compact nur acht Proben parallel laufen können, abzüglich mindestens einer Kontrolle/ Aufreinigungskontrolle dann sogar nur sieben Proben pro Lauf. Die Laufdauer und der Einsatz manueller Tätigkeiten sind bei den vier beschriebenen Nukleinsäure-Extraktionsmethoden sehr unterschiedlich. Bei den beiden Vollautomaten beschränken sich manuelle Tätigkeiten auf das Beladen, Entladen und Säubern der jeweiligen Geräte. Generell lässt sich eine Aussage für eine Laufdauer nur für eine Nukleinsäure-Art in einer definierten Matrix angeben, sie kann nicht generell für alle Anwendungen vereinheitlicht dargestellt werden. Zusammenfassend ist festzustellen, dass beim QuickGene 810 die Dauer der Läufe deutlich höher (bis zu 20 Minuten) ist als bei den anderen Geräten (siehe Tab. 1). Vor- und nachbereitende manuell durchzuführende Tätigkeiten sind am schnellsten beim PSS Magtration und dann beim Magnapure Compact durchzuführen, und dauern beim Quickgene – abhängig von der Nukleinsäure – 10 bis 30 min länger. Manuelle Tätigkeiten bei Handaufreinigung und Quickgene sind bei DNS vergleichbar (ca. 43 bis 46 min) und bringen daher keine praktische Arbeitszeitersparnis. Ein Vergleich der Kosten ergab, dass die Handaufreinigung deutlich, das heißt die Hälfte oder mehr als ein Drittel billiger (2,50-3,10 Euro) ist als die automatisierte Nukleinsäure-Aufreinigung. Die Preise für die Aufreinigung mit dem Fujioder PSS Europe-Automaten sind vergleichbar, liegen im Mittelfeld (ca. 4,20-4,50 Euro). Die Extraktion mit dem Roche-Gerät ist deutlich teurer und beträgt für RNS sogar mehr als 9 Euro pro Probe. Robustheit der Systeme Die Robustheit der Nukleinsäure-IsolierungsSysteme wurde durch Dokumentation von Fehlläufen oder Querkontaminationen der jeweiligen Nukleinsäure in den Matrices verglichen. Dazu ist zusammenfassend festzustellen, dass Fehlläufe sowohl beim untersuchten RNS- und DNS-Virus am Magnapure Compact auftraten, während dies bei den anderen Geräten nicht der Fall war. Generell benötigten die Matrices Serum und Leber mehr Versuche mit allen vier AufreinigungsMethoden, um auswertbare Ergebnisse zu LABORWELT 24-28LW4_10_Testwelt_Essbauer_tg.indd 27 liefern. Sie müssen daher als problematischer gesehen werden. Querkontaminationen traten bei keinem der Geräte während der Experimente auf. Bedenken gegenüber dem Magnapure compact und dem Magtration PSS lassen sich insofern anbringen, als dass sich beide Automaten als ein offenes System darstellen. Bei der manuellen Nukleinsäure-Extraktion und bei der Probenvorbereitung für den Quickgene810 können die ersten – und sogar weitere – inaktivierende Arbeitsschritte, wie die Zugabe der Proben zum Lysepuffer unter einer Sicherheitswerkbank laufen. Dies gewährleistet einerseits einen Personenschutz, verhindert aber auch eine (Quer)Kontamination mit infektiösem Material (falschpositive Ergebnisse). Für diagnostische Proben spielt dies eventuell eher eine untergeordnete Rolle, könnte aber bei einer hohen Erregerlast und auch bei einer etwaigen Aerosolbildung im Magnapure oder PSS Magtration zu einer Kontamination führen. Im durchgeführten Projekt wurde zur Vermeidung von Laborinfektionen beispielsweise VACV nur hitzeinaktiviert eingesetzt. Im Magnapure wurde Abhilfe geschaffen, indem eine UV-Lampe miteingebaut wurde, so dass eine einstündige UV-Bestrahlung zur Dekontamination der Oberflächen von infektiösem Material nach Abschluss der Arbeiten erfolgen konnte. Es sei hier darauf hingewiesen, dass UVLicht DNS nicht vollständig abbaut und daher für nachfolgende Echtzeit-PCRs, bei denen meist kleine DNS-Fragmente amplifiziert werden, die UV-Bestrahlung wenig oder keinen Einfluss auf mögliche Nukleinsäure-Kontaminationen hat. Zusammenfassende Beurteilung Für jede Matrix, Verdünnung und Nukleinsäure wurden der positive oder negative Nachweis und die erhaltenen Ct-Werte (Cycle Threshold, Schwellenwert-Zyklus) aus den Real-time RT-/ PCRs dokumentiert. Um Unterschiede in der Aufreinigung der einzelnen Virusverdünnungen aus den Matrices beurteilen zu können, wurden verschiedene statistische Tests angewendet (univariate Varianzanalyse, Linearität, Regressionsanalyse). Es fiel auf, dass die Linearität sich in den einzelnen Matrices deutlich unterscheidet. Aus Sicht der Autoren kann zusammenfassend aus den Ergebnissen für die ausgetesteten Matrices und NS-Präparationstechniken unter Berücksichtigung aller erhobenen Parameter folgende Empfehlung gegeben werden: Für die Aufreinigung von viraler DNS aus Orthopockenvirus kann für die Matrix „Zellkulturmedium“ die Handaufreinigung empfohlen werden. Hierbei ist der Nachweis fast immer eine logStufe besser, verläuft sehr linear, und zudem wird eine Verdünnungsstufe mehr von VACV erkannt. Ansonsten ergeben sich für die drei automatengestützten Aufreinigungsmethoden für Medium kaum Unterschiede. Für die Aufreinigung viraler DNS aus der Matrix „Serum 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 27 18.06.2010 11:52:46 Uhr Testwelt Nukleinsäurereinigung und Leber“ waren die Handaufreinigung, der Quickgene 810 und der Magnapure in etwa vergleichbar. Mit dem PSS Magtration werden die letzten beiden („Serum“) beziehungsweise die letzte Verdünnungsstufe („Leber“) von VACV nicht mehr detektiert, weshalb dieses Gerät für diese beiden Matrices nicht empfohlen werden kann. Werden „Zecken“ mit VACV versetzt, war zu beobachten, dass diese Matrix einen Effekt auf die DNS-Aufreinigung hat und alle Geräte fast vergleichbare Ergebnisse erzielten, die aber im Vergleich zu den anderen Matrices um eine Verdünnungsstufe schlechter ausfielen. Für die Aufreinigung von USUV-RNS aus der Trägersubstanz „Medium“ sind der PSS Magtration, die Handaufreinigung und der Quickgene 810 gleichermaßen zu empfehlen, wobei letzterer eine bessere Linearität zeigte. Der Magnapure compact liegt bei viraler RNS in „Medium“ etwa 3 Ct-Werte schlechter in allen Versuchen und auch kann dabei die höchste Verdünnungsstufe des Virus nicht immer erfolgreich aufgereinigt werden. Virale RNS aus „Serum“ war in unseren Versuchen am besten mit Handaufreinigung, dem Roche- und Fuji-Gerät, dies wie oben auch wieder mit idealer Linearität, zu bearbeiten. Hier schnitt der PSS Magtration weniger zufriedenstellend ab, da damit aufgereinigte virale RNS je mindestens eine Logarithmusstufe geringer und die höchste Verdünnungsstufe nicht in allen Versuchswiederholungen nachgewiesen wurde. Für das Trägermaterial „Leber“ und virale RNS waren zusammengefasst keine großen Unterschiede zwischen den Aufreinigungsautomaten und Handaufreinigung zu sehen. Handaufreinigung und PSS Magtration 12 GC erwiesen sich als optimal für die Isolierung von USUV-RNS aus „Zecken“ geeignet, da nur hiermit alle USUV- Verdünnungsstufen nachweisbar waren – Quickgene 810 und Magnapure compact sind für Zeckenmatrix weniger zu empfehlen. Zusammenfassende Bewertung Aus den beschriebenen Daten ist abzuleiten, dass für eine Umstellung der manuellen Nukleinsäure-Extraktion auf semi- oder vollmaschinelle Präparation in jedem Labor die jeweiligen Anforderungen genauestens evaluiert werden müssen. Die Geräte bieten teils Vorteile bei einer höheren Nukleinsäure-Konzentration, aber dafür leidet die Linearität oft, was gegebenenfalls die Quantifizierung unmöglich macht. Daher sind die jeweiligen Anforderungen gut abzuwägen. Für forensische Fragestellungen oder auch Erreger, die nur in kleinen Mengen vorkommen, sind die Effizienz, also die erreichten Nachweisgrenzen, und auch kleine Elutionsvolumen entscheidende Faktoren zur Beurteilung der Extraktionsmethoden. Für Screeningprojekte wie etwa Viren aus mehreren Tausend Zecken- www.laborwelt.de 28 | 11. Jahrgang | Nr.4/2010 24-28LW4_10_Testwelt_Essbauer_tg.indd 28 proben ist eine zuverlässige Präparation aus der komplexen Matrix entscheidender, bei diagnostischen Proben wäre ein Verlust durch Gerätefehler fatal. Eine aktuelle Literaturrecherche ergab, dass in den letzten drei Jahren nur wenige vergleichende Daten, wie sie in diesem Projekt beschrieben werden, hinzugekommen sind. Die in dieser Studie verwendeten Automaten finden inzwischen in einer Vielzahl von Anwendungen (Karyotypisierung, LKA Forensik, Routinelabore, Screeningprojekte etc.) ihren Einsatz13,14,15 [www. fujihealthcare.eu/produkte/life_science/bio_imaging/downloads.html?index=550017). für den kleinen Labormaßstab kann nicht nur die NS-Extraktion, sondern auch bereits der Ansatz der RT-/PCR automatisiert ablaufen. Auch wenn dies interessante neue Weiterentwicklungen sind, hat unser Projekt auch gezeigt, dass die Anwendungen nicht ohne gut ausgebildetes und erfahrenes Fachpersonal durchgeführt werden können. Literatur [1] [2] Ausblick Eine aktuelle Marktsichtung ergab, dass seit Ende unserer Untersuchung weitere Firmen Nukleinsäure-Extraktionsautomaten entwickelt haben. Dabei hat sich die Magnetic Bead-Technik weitgehend durchgesetzt. Folgende Beispiele seien hier – ohne Anspruch auf Vollständigkeit – erwähnt. Das Maxwell 16®-Gerät von Promega wurde weiterentwickelt, so dass 16 Proben mit vielseitigen Applikationen in verschiedenen Elutionsvolumen automatisiert – zum Beispiel auch aus Formalin-fixiertem, Paraffin-eingebetteten Material – aufgearbeitet werden können (www. promega.com/maxwell16/applications). Das Gerät enthält UV-Dekontamination. Das Chemagenic Prepito (www.chemagen.com) ermöglicht eine Aufreinigung von 12 Proben auch aus größeren Probenvolumen (bis zu 10 ml). Hierbei wird die Magnetic Bead-Technik modifiziert durch 12 austauschbare rotierende Stäbe, die dadurch eine optimierte Vermischung von Puffern und Proben bei der Aufreinigung gewährleisten. Die Firma Invitek wird im Sommer 2010 ein neues Gerät, den InviGenius-Laborroboter, der ebenfalls auf der Magnetic Bead-Technik beruht, für die Aufreinigung von Nukleinsäuren aus 12 Proben auf den Markt bringen (www.invitek.de). Von der Firma Eppendorf wurde der epMotion entwickelt, auf dem Aufreinigungstechnologien von verschiedenen Firmen implementiert werden können (www.eppendorf.com; www. epmotion.com). Leider stand der Biorobot EZ-1 der Firma Qiagen nicht zur Verfügung, der in Bezug auf bereits in Publikationen dokumentierte Projekte ein bereits vielseitig eingesetztes Gerät zu sein scheint. Qiagen bietet mittlerweile eine Plattform an, in der die im Rahmen dieses Projektes als sehr gut bewerteten manuellen Kits in einem Automaten laufen können (Qiacube), im Notfall dann aber das Protokoll klassisch manuell weitergefahren werden kann (www.qiagen.com). Als Resümee gilt, für individuelle, insbesondere nicht routinemäßige Anforderungen (z.B. bakterielle DNS, andere molekulare Fragestellungen) oder Matrices (z.B. Mücke, Tupfer, Urin) die Automaten weiterhin zu prüfen, da sich die Ergebnisse aus dem Projekt sicher nicht pauschalisiert auf alle Probenarten direkt übertragen lassen. Mit den neuen Weiterentwicklungen [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] Higuchi, R., Fockler, C., Dollinger, G., Watson, R. Biotechnology 11 (1999), 1026–1030. Kubista, M., Andrade, J.M., Bengtsson, M., Forootan, A., Jonák, J., Lind, K., Sindelka, R., Sjöback, R., Sjögreen, B., Strömbom, L., Ståhlberg, A., Zoric, N. Mol. Aspects Med. 27 (2006), 95-125. Kessler, H.H., Clarici, A.M., Stelzl, E., Mühlbauer, G., Daghofer, E., Santner, B.I., Marth, E., Stauber, R.E. Clin. Diagn. Lab Immunol. 9 (2002), 1385-1388. Speers, D.J. Clin. Biochem. Rev. 27 (2006), 39-51. Lim, D.V., Simpson, J.M., Kearns, E.A., Kramer, M.F. Clin. Microbiol. Rev. 18 (2005), 583-607. Olson, V.A., Laue, T., Laker, M.T., Babkin, I.V., Drosten, C., Shchelkunov, S.N., Niedrig, M., Damon, I.K., Meyer, H. J. Clin. Microbiol. 42 (2004), 1940-1946. Schmidt, M., Roth, W.K., Meyer, H., Seifried, E., Hourfar, M.K. Transfusion 45 (2005), 399-403. Weissenböck, H., Kolodziejek, J., Fragner, K., Kuhn, R., Pfeffer, M., Nowotny, N. Microbes Infect. 5 (2003), 1132-1136. Pecorari, M., Longo, G., Gennari, W., Grottola, A., Sabbatini, A., Tagliazucchi, S., Savini, G., Monaco, F., Simone, M., Lelli, R., Rumpianesi, F. Euro Surveill. 14 (2009), 19446. Cavrini, F., Gaibani, P., Longo, G., Pierro, A.M., Rossini, G., Bonilauri, P., Gerundi, G.E., Di Benedetto, F., Pasetto, A., Girardis, M., Dottori, M., Landini, M.P., Sambri, V. Euro Surveill. 14 (2009), 19448. Obata, K., Segawa, O., Yakabe, M., Ishida, Y., Kuroita, T., Ikeda, K., Kawakami, B., Kawamura, Y., Yohda, M., Matsunaga, T., Tajima, H. J. Biosci. Bioeng. 91 (2001), 500-503. Mori, T., Iwaki, Y., Hando, R., Komazawa, H., Otomo, H., Sasaki T., Mori, T., Kanehara, H., Inana, K., Takeshita, Y., Momoki, Y., Makino, Y. Rinsho Kagaku (Clinical Chemistry)36 (2007), 33-39. Knepp, J.H, Geahr, M.A., Forman, M.S., Valsamakis, A. J. Clin. Microbiol. 41 (2003), 3532-3536. Espy, M.J., Rys, P.N., Wold, A.D., Uhl, J.R., Sloan, L.M., Jenkins, G.D., Ilstrup, D.M., Cockerill, F.R., Patel, R., Rosenblatt, J.E., Smith, T.F. J. Clin. Microbiol. 39 (2001), 2233-2236. Akutsu, J., Tojo, Y., Segawa, O., Obata, K., Okochi, M., Tajima, H., Yohda, M. Biotech. Bioeng. 86 (2004), 667-671. Anmerkung und Danksagung Wir danken PD Dr. Roland Girgensohn für die Unterstützung bei der statistischen Auswertung, Prof. M. Pfeffer und G. Zöller für die Überlassung der USUV-Echtzeit-RT-PCR. Ein Dank gilt den Repräsentatoren der Firmen für den technischen Support und die kritische Diskussion. A. Adler (Fuji) für die Unterstützung bei der Protokolletablierung am Fuji Quickgene, M. Kornprobst (Roche), J. Stracke (PSS Europe) und K. Fisel (Qiagen) für die kritische Diskussion zu NS-Aufreinigung, -Quantifizierungsmethoden und -Analysen. Der Inhalt dieses Beitrages ist aus Sicht der Autoren geschrieben, aber stellt nicht notwendigerweise die Meinung, Interpretationen, Schlussfolgerungen oder Empfehlungen aus Sichtweise der Bundeswehr oder anderer Einrichtungen dar. Die Arbeiten wurden gefördert über das Forschungsprojekt 18Z1–S–430708 des Sanitätsdienstes der Bundeswehr. Korrespondenzadresse PD Dr. rer. nat. Sandra Eßbauer Abteilung Virologie & Rickettsiologie Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr Neuherbergstr. 11, 80937 München Tel.: +49-(0)89-31683978 Fax: +49-(0)89-31683983 [email protected] LABORWELT 18.06.2010 11:52:52 Uhr Blitzlicht VDJ-Pyrosequencing Sequenzierungs-basiertes Monitoring der Klonalität humaner Lymphozyten Dr. Burkhard Ziebolz, Roche Applied Science, Penzberg Das komplexe Repertoire der von B- und T-Lymphozyten erzeugten Immunrezeptoren ermöglicht es dem Wirtsorganismus, verschiedenste Gefahren zu erkennen. Mit Hilfe der hochparallelen DNA-Sequenzierung rearrangierter Immunrezeptorloci ist es Fire et al.1 unlängst geglückt, die immunologische Diversität sowie einzelne expandierte klonale Lymphozytenpopulationen unter physiologischen und pathologischen Bedingungen direkt zu erfassen. Dazu wurde die DNA aus Blutund Gewebeproben isoliert, die verschiedenen DNA-Rearrangements mit einer Reihe redundanter Primer amplifiziert und die resultierende Mischung der jeweils mit einem Barcode versehenen Amplicons mittels long-read Ultradeep-Sequenzierung (Genome Sequencer FLX, Roche Applied Science, Penzberg) sequenziert. Individuelle DNA-Moleküle wurden anhand der V-, D- und J-DNA-Sequenzen charakterisiert, die zusammengefügt funktionelle Immuneffektoren bilden. Das Verfahren gestattet es aktuell, bis zu 150 Proben in einem Sequenzlauf erfassen. Seine Sequenzierungstiefe reicht aus, um die stabilen und variablen Anteile des Immunrepertoires gesunder Probanden und von Individuen mit Blutkrebs zu erfassen. Dies ermöglicht es, das Auftreten junger klonaler Tumorpopulationen im Blut zu erfassen, ihr Verhalten zu erforschen und ihre Reaktion auf Inhibitoren zu verfolgen. Antigenrezeptoren mit unterschiedlicher Bindungsaktivität kennzeichnen die B- und T-Lymphozyten des adaptiven Immunsystems der Wirbeltiere. Die Vielfalt der Antikörper und T-Zellrezeptoren (TCR) entsteht dabei durch die sogenannte V(D)J-Rekombination www.laborwelt.de (somatische Rekombination), einen genetischen Umlagerungsprozess der variablen (V), Diversitäts- (D) und verbindenden („Joining“, J)-Gensegmente, die jeweils durch hochvariable Linker voneinander getrennt sind. Dabei scheinen die Anordnungsmöglichkeiten der Segmente und Verbindungssequenzen, die zum Immunrezeptorrepertoire beitragen, bei weitem die Zahl peripherer B-und T-Zellen des Menschen zu übersteigen. Extrapolationen einer Studie, in der Untergruppen rearrangierter T-Zellrezeptoren mit Segment-spezifischen Primern sequenziert wurden, kommen auf ein Repertoire 2,5 x 107 unterschiedlicher TCRaTCRb-Paare2. Hinsichtlich des Repertoires humaner B-Zellen gibt es bislang nur begrenzte Informationen aus Pilotstudien oder aus Analysen von Immunglobulin-Unterklassen wie etwa IgE3-4 . Fortgeschrittene Sequenziermethoden wurden allerdings vor kurzem eingesetzt, um die Antikörpervielfalt im einfachen Modellsystem Zebrafisch zu untersuchen5. Von den zahlreichen DNA-Abschnitten, die zu den Immunrezeptoren rekombinieren, „überleben“ nur solche in expandierten BZellklonen, die nützliche Antigen-Spezifitäten determinieren – also eine wirksame Immun antwort gegen zuvor vom Immunsystem Quelle der Inspiration Guter Raum für Wachstum Der BioCampus Cologne entwickelt sich als Motor der Innovation zu einem der größten Biotechnologieparks Deutschlands. Im Mittelpunkt der Idee stehen zahlreiche, aufstrebende Unternehmen aus der Life-Science-Branche, die sich seit seiner Eröffnung im Jahr 2002 hier angesiedelt haben. Mit über 254.000 m2 ist er der Zukunftsstandort für die wissensbasierte Industrie im Herzen Europas. Die vorfinanzierte Infrastruktur und individuelle Ansiedlungskonzepte bieten neue Perspektiven für die Wachstumsbranche Biotechnologie. © www.commuhnicate.com Im Zentrum des Erfolgs Multifunktionsräume Der BioCampus Cologne stellt den Unternehmen Raum zur Verfügung, mit allen Voraussetzungen und Synergieeffekten eines modernen Life-Science-Netzwerkes: Labors, Büroräume, Produktionsstätten und Gemeinschaftseinrichtungen. Perfekte Büro- und Laborflächen. LABORWELT 29-32_LW4_10_ziebz.indd 29 Member of biopartners cologne BioCampus Cologne Grundbesitz GmbH & Co. KG Richard-Byrd-Straße 4 50829 Köln (Germany) Tel. +49 (0) 2 21/27 22 18-0 Fax +49 (0) 2 21/27 22 18-178 [email protected] www.biocampuscologne.de 11. Jahrgang | Nr. 3/2010 | 29 17.06.2010 10:20:58 Uhr Blitzlicht VDJ-Pyrosequencing Probe 1 Probe 2 454 454 N V N D N J V N D J Barcode 1 Barcode 2 454 454 GAGTATA Barcode 1 AGGTCTA Barcode 2 lgH -Bibliothek 1 lgH-Bibliothek 2 Abb. 1: Bar-codierte PCR-Amplicons für das Multiplex-IgH-Pyrosequencing. Die für das Hochdurchsatz-Sequencing eingesetzten PCR-Primer wurden mit FR2-IgH-V-Gensegmentund IgH-J-Segment-Primern gemäß [11] designed und zusätzliche Adaptorsequenzen (grün) für das Pyrosequencing an den 5‘-Terminus der IgH-spezifischen Primer angehängt. Zusätzlich wurden die IgH-J-Primer mit einem Sequenz-Barcode aus 6, 7 oder 10 Nukleotiden versehen, um die Probe identifizieren zu können, aus der die PCRAmplicons stammten. Probenmaterial, das mit dem 454-Titanium-Sequenzer analysiert wurde, erhielt zu Amplifikationszwecken einen zusätzlichen 10mer-Barcode in die IgH-V-Primer. Pfeile = Primer, rot = V-Segmente, gelb = D-Segmente, blau = J-Segmente erkannte Antigene auslösen6. Die systematische Identifikation solcher expandierten Immunrezeptorzellklone im Menschen eröffnet erstmals die umfassende Analyse sowie das Monitoring der menschlichen Immunität, zum Beispiel durch Messen der Größe klonaler Zell- populationen, das Verfolgen ihrer Lokalisation im Körper oder ihrer Änderung im Falle einer Immunantwort. Im Gegensatz zum gesunden Immunsystem sind bösartige Erkrankungen der B- beziehungweise T-Lymphozyten normalerweise durch die Expression eines einzelnen, Tab. 1: Proben für das IgH-Sequencing. CCL/SLL, chronische/kleinzellige lymphatische Leukämie; FL, follikuläres Lymphom; PTLD, post-Transplantation lymphoproliferative Erkrankung; DLBCL, Diffuses großes B-Zell-Lymphom No. Beschreibung Probenmaterial Ergebnis des Klonalitäts-Assays 1 gesunder Donor 1, Zeit 0 Blut Negativ 2 gesunder Donor 1, Zeit 0 Blut Negativ 3 gesunder Donor 1, Zeit 14 Monate Blut Negativ 4 gesunder Donor 1, Zeit 14 Monate Blut Negativ 5 erkrankter Donor 1; CLL/SLL Zeit 0 Blut Positiv 6 erkrankter Donor 1; CLL/SLL Zeit 3 Monate Blut Positiv 7 erkrankter Donor 2; FL Lymphknoten Positiv 8 erkrankter Donor 3; FL und SLL in Lymphknoten Lymphknoten Positiv 9 erkrankter Donor 4; CLL/SLL Blut Oligoklonal 10 erkrankter Donor 5; PTLD, Lymphknoten-Infiltrat Lymphknoten Positiv 11 erkrankter Donor 5; PTLD, Leber DLBCL Leber Positiv 12 gesunder Donor 2 Blut Negativ 13 erkrankter Donor 6; CLL Blut Positiv 14 gesunder Donor 3 Blut Negativ 15. erkrankter Donor 6 CLL Verdünnung1:10 Blut Positiv 16 erkrankter Donor 6 CLL Verdünnung 1:100 Blut Negativ 17 erkrankter Donor 6 CLL Verdünnung 1:1000 Blut Negativ 18 erkrankter Donor 6 CLL Verdünnung 1:10000 Blut Negativ 19 erkrankter Donor 6 CLL Verdünnung 1:100000 Blut Negativ 30 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 29-32_LW4_10_ziebz.indd 30 dominanten klonalen Immunglobulin- oder T-Zell-Rezeptors gekennzeichnet. Um das Vorliegen einer derartigen B-Zell-Klonalität in Lymphomen nachzuweisen, gibt es bereits diverse Assays, wie etwa Restriktionsanalysen der leichten Ketten der Immunglobuline, Southern blots oder Größenanalysen von PCR-Produkten der rearrangierten Immunglobulin- oder TCR-Loci 7-8 . Obgleich diese für viele Forschungsanwendungen geeignet erscheinen, nutzen sie nur in begrenztem Maße den großen Informationsgehalt der rearrangierten Immunrezeptor-Sequenzen und liefern daher zuweilen unklare oder unvollständige Ergebnisse. Zudem sind die derzeit eingesetzten Verfahren zur Detektion subtiler Veränderungen der klonalen Immunrezeptor-Populationen – zum Beispiel, um die Empfindlichkeit von Leukämien und Lymphomen gegenüber Wirkstoffen zu erforschen – zeit- und arbeitsintensiv. Entsprechende Screening-Ansätze dagegen könnten von einer effizienteren Detektion der Zellklone profitieren. Dies unterstreichen etwa neuere epidemiologischen Studien, die zeigen, dass kleine Populationen amplifizierter B-Zellen in fast allen Individuen mit chronischer lymphatischer Leukämie (CLL) zu finden sind9. Die Detektion und Analyse der Immunrezeptor-Klonalität ist zudem bedeutend für die Charakterisierung „gesunder“ und „pathologischer“ Immunantworten, zum Beispiel nach Vakzinierung, Infektionen oder um den Verlauf von Autoimmunerkrankungen zu verfolgen. Fire et al.10 haben nun eine Strategie vorgestellt, die es durch den Einsatz von Barcodes gestattet, multiple Bibliotheken rearrangierter VDJ-Loci der schweren Ketten von Antikörpern (IgH) aus Blutproben mittels Pyrosequencing zu analysieren und so Aufschluss über die Zusammensetzung von B-Zell-Populationen in Blut- und Gewebeproben zu gewinnen. Ergebnisse Rearrangierte IgH-Loci wurden mit Hilfe speziell für das nachfolgende DNA-Pyrosequencing angepasster Primer des BIOMED2-Konsortiums amplifiziert (vgl. Abb. 1). Ein 6, 7 oder 10 Nukleotide langer Barcode in den Primern einer bestimmten Probe gestattete das Poolen und die großangelegte parallele Sequenzierung der zahlreichen erhaltenen IgH-Bibliotheken sowie die anschließende Sortierung der Sequenzen jeder Probe. Im Rahmen der Studie wurden die rearrangierten IgH-Sequenzen aus dem Blut gesunder Probanden zu unterschiedlichen Zeitpunkten sowie Gewebeproben von Probanden mit Lymphomen und CCL untersucht (vgl. Tab. 1). Um zu überprüfen, wie sensitiv der Sequenzierungsansatz geringe Konzentrationen klonaler B-Zell-Populationen in einem B-Zell-Hintergrund detektiert, wurden zudem LABORWELT 18.06.2010 11:32:05 Uhr serielle Verdünnungen des Blutes eines CLLProbanden mit dem Blut eines Inidviduums ohne CCL vermischt. In zwei unterschiedlichen Aliquots der gepoolten Blut- beziehungsweise Gewebeproben sechs gesunder oder leukämischer Probanden ließen sich durch HochdurchsatzPyrosequencing mit Titanium-Kits insgesamt 299.846 bzw. 207.043 unterschiedliche IgHRearrangement-Sequenzen identifizieren und das Verhältnis der V- und J-Segmente innerhalb definierter VDJ-Rearrangements bestimmen. Während Blutlymphozyten-Populationen aus gesunden Probanden eine große Diversität der genutzten V - und J-Segmente zeigten, ließen sich in Proben von Lymphomoder CLL-Probanden mit der Erkrankung verknüpfte klonale IgH-Populationen eindeutig identifizieren. ob diese Population mit dem in der Leber gefundenen Lymphom in Verbindung stand. Erst die Sequenzierungsdaten zeigten klar, dass es keinen Zusammenhang zwischen dem Leber-Lymphom-Klon (assoziiert mit IGHV18*01-IGHD2-8*01-IGHJ4*02) und den B-Zellen im Knochenmark gab. Statt dessen zeigte sich dort eine separate klonale B-Zell-Population mit den Gensegmenten IGHV3-15*04-IGHD39*01-IGHJ6*02. Die Sequenzanalyse half auch bei der eindeutigen Analyse des Zellmaterials eines Probanden mit chronischer lymphatischer Leukämie (Tab. 1, Proband 4), bei dem PCR und Kapillarelektrophorese ein unbestimmtes, oligoklonales Muster geliefert hatten. Fallstudie: Identifikation klonaler bösartiger Veränderungen Um zu ermitteln, wie sensitiv klonale Lymphozyten-Populationen mit dem beschriebenen Next Generation-Sequencing-Verfahren in einer Mischung polyklonaler Zellen detektiert werden kann, nutzten Fire et al. eine serielle Verdünnungsreihe, bei der ein CLL-Zellklon mit dem Blut gesunder Probanden gemischt wurde. Wie sich zeigte, ließen sich die charakteristischen klonalen VDJ-Rearrangements mittels der Sequenzierung Bar-codierter IgHBibliotheken bis zu einer Verdünnung von 1 zu 10.000 detektieren. Dies entspricht einer halben Zelle pro Mikroliter Blut, wenn pro 10 µl-Blutprobe von 7.500 bis 14.000 DNASequenzen ausgegangen wird. Seine Empfindlichkeit zeigte das NextGeneration Sequencing-Verfahren bei der Erfassung krebsrelevanter klonalen VDJRearrangements in Individuen mit CLL, die zuvor eine radiologische Behandlung und allogene Blutstammzelltransplantation erhalten hatten. In allen Proben, in denen mittels personen- und klonspezifischer real- Krebserkrankungen gehen auf die Vermehrung von Zellklonen mit dauerhaften Mutationsschäden zurück. Die Deep Sequencing-Analysen auf dem GS FLX mit Titanium-Reagenzien erwiesen sich als besonders hilfreich bei der Identifizierung von Krebszellklonen mit charakteristischen IgH- und TCRg-Loci, bei denen entsprechende molekulare Klonalitätsassays auf Basis von PCR und nachfolgender Kapillarelektrophorese unklare Ergebnisse lieferten (vgl. Tab. 1., Probanden 3 bis 5). Einer dieser Fälle trat bei einem Inidividuum auf, das nach Lebertransplantation ein großes B-Zell-Lymphom in der Leber entwickelt hatte sowie kleine B-Zell-haltige lymphoide Aggregate im Knochenmark zeigte (Tab. 1, Proband 5). Die kapillarelektrophoretische Größenanalyse der VDJ-Rearrangements der Knochenmarkprobe gab zwar Hinweise auf eine klonale Population. Doch blieb unklar, Sequencing-gestütztes Monitoring spezifischer klonaler Zellen Laborwelt Hintergrund V(D)J-Rekombination von B- und T-Zell-Immunrezeptoren Die V(D)J- oder somatische Rekombination ist ein genetischer Umlagerungsprozess während der Lymphozytenentwicklung von Wirbeltieren, der für die Variabilität von Antikörpern und T-Zell-Rezeptoren sorgt. Dabei werden auf unterschiedlichen Chromosomen liegende DNA-Abschnitte der leichten (V, J-Segmente) und schweren Ketten (V-, J- und D-Segmente) der Antikörper und a- und b-Ketten der T-Zellrezeptoren miteinander rekombiniert und gespleißt, so dass eine Vielzahl von VDJ-Rearrangements resultiert, deren Komplexität durch junktionale Diversifizierung und somatische Hypermutation weiter gesteigert werden. LABORWELT 29-32_LW4_10_ziebz.indd 31 VDJ-Rekombination V1 V2 V3 D1 D2 J1 J2 J3 Innovation Innovation realisieren, realisieren, Zukunft Zukunft gestalten gestalten Risikokapital Risikokapitalfür fürjunge junge Technologieunternehmen Technologieunternehmen Der DerHigh-Tech High-TechGründerfonds Gründerfondsist ist Ihr Partner in der FrühphasenIhr Partner in der Frühphasenfinanzierung: Wir unterstützen finanzierung: Wir unterstützen Sie bei der unternehmerischen Sie bei der unternehmerischen Umsetzung von Innovationen Umsetzung von Innovationen von der Unternehmensgründung von der Unternehmensgründung bis zur erfolgreichen Marktbis zur erfolgreichen Markteinführung. einführung. Wir stehen mit Startkapital und Wir stehen mit Startkapital und Know-how an Ihrer Seite. Know-how an Ihrer Seite. C Rekombination V1 V2 V3 D1 D2 J2 J3 C Rekombination V1 V2 D2 J2 J3 Splicing mRNA V2 D2 J2 C C Ludwig-Erhard-Allee 2 | 53175 Bonn Telefon: +49 (0)228-965685-00 Ludwig-Erhard-Allee 2 | 53175 Bonn Telefax: Telefon: +49 +49 (0)228-965685-50 (0)228-965685-00 E-Mail: Telefax: [email protected] +49 (0)228-965685-50 ht tp: // www.high-tech-gruenderfonds.de E-Mail: [email protected] ht tp: // www.high-tech-gruenderfonds.de 10. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 31 18.06.2010 11:32:12 Uhr Blitzlicht VDJ-Pyrosequencing time PCR krebsassoziierte IgH-Rearrangements nachgewiesen worden waren, lieferte die vorgestellte Sequenzierungsstrategie eine positive Identifikation. Als signifikanten Vorteil der Sequenzierungsmethode gegenüber den PCR-Tests werten die Autoren, dass beim Sequenzierungsansatz der hohe Arbeits- und Valdierungsaufwand entfällt, um jeden einzelnen real-time PCR-Assay auf die inidividuelle klonale Sequenz abzustimmen. Das Verfahren könnte demnach kostengünstiger und einfacher zum analytischen Nachweis kleinster Konzentrationen entarteter B-Zellklone eingesetzt werden. Erfassen des B-Zell-Repertoires Kongress und Ausstellung 2010 MedTech Pharma Medizin Innovativ Healthcare Electronics & IT "ď5Į9ıĮĨ5Ī;Ư.đď9ģđē $ıĭ7>7Į7;İĨı7:ĭįıĬĪĮį *Đ5ďĒ$ıĭ7İ5:ı<7İı; Personalised Healthcare 75įĮđ;Ē79ĪĮĭŎıď5ĩ7ı đĐıIJ5ďıƯ# BMBF-Symposium "Medi-WING" $đ:ı9Ī:5ďı7:ĭįıĬĪĮį 7đ59Ē7<ı Đĩ:5ĮĒ5Ēı Auch expandierte B-Zell-Klone im peripheren Blut gesunder Personen lassen sich mit dem Barcode-IgH-Pyrosequencing aufspüren. Dazu suchten Fire et al. nach sogenannten koinzidierenden IgH-Sequenzen, also identischen V-, D- und J-Segementen sowie identischen V-D- und D-J-Verbindungen in je sechs verschiedenen Sequenzpools derselben Individuen. Dabei wurde angenommen, dass solche Koinzidenzen aus dem Auftreten klonal verwandter Zellen resultieren und dass Koinzidenzen umso häufiger auftreten, je kleiner das IgH-RearrangementRepertoire ist. Tatsächlich fanden Fire et al. in den verschiedenen Pools desselben Individuums nur geringe Unterschiede hinsichtlich potentieller Koinzidenzen. Selbst wenn die Aliquots zu verschiedenen Zeitpunkten entnommen worden waren (Zeitpunkt t=0 und 14 Monate später, t=14), fiel auf, dass die Zahl der Koinzidenzen sich nur moderat unterschied – für Fire et al. ein Hinweis auf einen hohen Persistenzgrad individueller B-Zell-Klone. In Proben verschiedener Probanden stießen die Forscher auf erhebliche Unterschiede hinsichtlich der B-Zell-Rezeptoren – mit einem Minimum von 2 x106 unterschiedlichen IgH-Rearrangements. Auf diese Weise identifizierte klonale Zellpopulationen resultieren nach Ansicht der Autoren aus Immunantworten gegen Pathogene oder Allergene und können zur Analyse des individuellen Immunrezeptorsets genutzt werden. Das Pyrosequencing ermöglicht damit erstmals eine umfassende Analyse humaner B-Zell-Populationen. Literatur [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] 30. Juni - 1. Juli 2010 CongressCenter CCN Ost NürnbergMesse www.medtech-pharma.de Scott D. Boyd, Eleanor L. Marshall, Jason D. Merker, Jay M. Maniar, Lyndon N. Zhang, Bita Sahaf, Carol D. Jones, Birgitte B. Simen, Bozena Hanczaruk, Khoa D. Nguyen, Kari C. Nadeau, Michael Egholm, David B. Miklo, James L. Zehnde and Andrew Z. Fire, Measurement and Clinical Monitoring of Human Lymphocyte Clonality by Massively Parallel V-D-J Pyrosequencing. Sci Transl Med 1(12), 12ra23 7 (2009). T. P. Arstila, A. Casrouge, V. Baron, J. Even, J. Kanellopoulos, P. Kourilsky, A direct estimate of the human ab T cell receptor diversity. Science 286, 958–961 (1999). H. P. Brezinschek, R. I. Brezinschek, P. E. Lipsky. Analysis of the heavy chain repertoire of human peripheral B cells using single-cell polymerase chain reaction. J. Immunol. 155, 190–202 (1995). A. Lim, S. Luderschmidt, A. Weidinger, C. Schnopp, J. Ring, R. Hein, M. Ollert, M. Mempel, The Ige repertoire in PBMCs of atopic patients is characterized by individual rearrangementswithout variable region of the heavy immunoglobulin chain bias. J. Allergy Clin. Immunol. 120, 696–706 (2007). J. A. Weinstein, N. Jiang, R. A. White III, D. S. Fisher, S. R. Quake, High-throughput sequencing of the zebrafish antibody repertoire. Science 324, 807–810 (2009). S. M. Jackson, P. C. Wilson, J. A. James, J. D. Capra. Human B cell subsets. Adv. Immunol. 98,151–224 (2008). W. N. Rezuke, E. C. Abernathy, G. J. Tsongalis. Molecular diagnosis of B- and T-cell lymphomas: Fundamental principles and clinical applications. Clin. Chem. 43, 1814–1823 (1997). D. A. Arber, Molecular diagnostic approach to non-Hodgkin’s lymphoma. J. Mol. Diagn. 2, 178–190 (2000). O. Landgren, M. Albitar, W. Ma, F. Abbasi, R. B. Hayes, P. Ghia, G. E. Marti, N. E. Caporaso, B-cell clones as early markers for chronic lymphocytic leukemia N. Engl. J. Med. 360, 659–667 (2009). P. Parameswaran, R. Jalili, L. Tao, S. Shokralla, B. Gharizadeh, M. Ronaghi, A. Z. Fire. A pyrosequencingtailored nucleotide barcode design unveils opportunities for large-scale sample multiplexing Nucleic Acids Res. 35, e130 (2007). Korrespondenzadresse Dr. Burkhard Ziebolz Roche Applied Science [email protected] 32 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 29-32_LW4_10_ziebz.indd 32 LABORWELT 17.06.2010 10:22:01 Uhr Branche Labormarkt im Umbruch Life Technologies: Hunger auf synthetische Gene Ein Laborzulieferer-Riese setzt seine Einkaufstour fort: Der kalifornische Konzern Life Technologies stärkt sich weiter im Trendfach Synthetische Biologie. Anfang Juni verkündete die Firma den Einstieg bei Craig Venters Biotech-Firma Synthetic Genomics. Erst im April hatte Life Technologies mit der Übernahme des Regensburger Gensynthese-Weltmarktführers GeneArt für Schlagzeilen gesorgt. Der Schritt liefert ein weiteres Beispiel für den Umbau, den der globale Markt für Laborzulieferer derzeit erfährt. Elefantenhochzeiten häufen sich: Thermo kauft Fisher Scientific, General Electric schnappt sich Amersham und zuletzt überraschte der deutsche Pharma- und Chemiekonzern Merck mit dem milliardenschweren Kauf der US-amerikanischen Millipore. Klar ist: Das ständige Fressen oder gefressen werden verändert die Kräfteverhältnisse auf dem Markt. In unserer Laborwelt-Serie stellen wir Vertreter aus der Laborbranche vor und sagen, ob sie zu den Überlebenden zählen werden. Diesmal blicken wir auf das rasant wachsende Schwergewicht Life Technologies Corporation. Entstanden 2008 aus der Fusion von Invitrogen und Applied Biosystems will der US-Konzern neben der Synthetischen Biologie besonders in der genombasierten Medizin seine Marktposition weiter ausbauen. Vorgänger Invitrogen auf Einkaufstour Am Standort Regensburg will Life Technologies nun sein europäisches Zentrum für Syntheti- sche Biologie aufbauen. In den USA sind Produkte von LifeTech ohnehin nicht mehr aus den Laboren wegzudenken. Der Konzern mit mehr als 9.000 Mitarbeitern vertreibt fast 50.000 Produkte, die in mehr als 90 Prozent aller USForschungslabors zu finden sind. Der Jahresumsatz überstieg 2009 erstmals die 3 Mrd. US-$Schwelle. Unter der Regie von CEO Greg Lucier, ehemals Manager bei General Electric, hatte die Firma noch unter dem Namen Invitrogen in den vergangenen Jahren reihenweise Firmen aufgekauft, darunter etwa Dynal und Ambion, die Produkte für die Nukleinsäure-Isolierung und das Gene Silencing herstellen. Ein weiterer Meilenstein: der Zusammenschluss mit dem Spezialisten für DNA-Sequenziermaschinen und Massenspektrometer Applied Biosystems (ABI) im November 2008. Seither firmiert der US-Konzern unter dem Namen Life Technolo- © NASDAQ Börsenstart der aus ABI und Invitrogen hervorgegangenen Life Technologies an der NASDAQ LABORWELT 33_LW4_10_Labormarkt_pg.indd 33 Umsatz: 3,3 Mrd. US-$ (2009) Gewinn (EBITDA): 1,0 Mrd. US-$ Marge: 18,47% Börsenwert: Mitarbeiter: CEO: 9,4 Mrd. US-$ (Stand 15.6.10) > 9,000 Greg T. Lucier Märkte global: Dr. Philipp Graf, BIOCOM AG Life Technologies (kurz LifeTech) stärkt mit der Übernahme des Regensburger GensyntheseSpezialisten GeneArt AG auch seine Präsenz in Deutschland. Im April 2010 gab der Laborzulieferer mit Sitz im kalifornischen Carlsbad bekannt, man wolle sich den Weltmarktführer für die Herstellung künstlicher Erbgut-Sequenzen für rund 60 Millionen Euro einverleiben. Dieser Schritt passt in die Strategie des rasant expandierenden US-Unternehmens, das die Synthetische Biologie neben der genombasierten Medizin als aktuell wichtigsten eigenen Wachstumsbereich auserkoren hat. Life Technologies in Zahlen: – Amerika (46%) – Europa (33%) – Asien (22%) Umsätze Produktgruppen: – Molekularbiologische Systeme 1,6 Mrd. US-$ – Genetische Systeme 0,9 Mrd. US-$ – Zellsysteme 0,8 Mrd. US-$ gies, doch die Marken Invitrogen und ABI sind erhalten geblieben. Mit der Fusion sollte ein „One-Stop-Shop“ geschaffen werden. Trotz der Schwierigkeiten, zwei große Zulieferfirmen unter einen Hut zu bringen, hat LifeTech nach eigenen Angaben das erste gemeinsame Jahr 2009 gut überstanden. Der Bedarf an Laborreagenzien, Zellen oder genetischen Tests sei stetig gewachsen, und die Kundschaft aus Akademie und Industrie habe sich als krisenfest erwiesen, so Greg Lucier. Schnelles Sequenzieren für die molekulare Medizin Erst im Februar trennte sich Life Technologies von seiner Massenspektrometrie-Sparte MDS Analytical Technologies, die für 450 Millionen US-$ an die Danaher Corporation ging. „Wir wollen uns auf unsere Kernkompetenzen bei DNA, RNA, Proteinen und Zellen konzentrieren“, begründete Lucier den Verkauf. Erklärtes Ziel ist es, für die LifeTech-Produkte neben dem Einsatz in den Forschungs und forensischen Labors weitere Anwendungsfelder zu erschließen, wie etwa in Kliniken oder für Lebensmitteltests. Besonders ins Visier genommen, hat der Laborgigant den Wachstumsmarkt der personalisierten Medizin, die immer stärker an genomweiten Analysen bei Patienten ausgerichtet ist. Hierzu hat LifeTech sich mit der Übernahme von ABI strategisch gestärkt. Besonderes Plus von ABIs NextGeneration-Sequencing-Plattform SOLiD gegenüber den Systemen von Weltmarktführer Illumina und dessen Verfolger Roche sind die genauen Reads des Sequencing-by-LigationVerfahrens. Davon will bald auch das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg profitieren. Dem DKFZ werden von LifeTech im Rahmen einer Partnerschaft zehn der brandneuen SOLiD4 hq-Sequenzer für die Tumorgenom-Analyse zur Verfügung gestellt, damit entsteht das bundesweit leistungsfähigste Sequenzierzentrum. In weniger als zwei Jahren sollen 1.200 Hirntumor-Genome komplett ausgelesen werden. 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 33 18.06.2010 11:33:20 Uhr Blitzlicht Karrierewelt Arbeitsmarktgesetze versus Naturgesetze Prof. Dr. Wilfried Weber, Fakultät für Biologie und bioss - Centre for Biological Signalling Studies, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, [email protected] Für Naturwissenschaftler ist es ein vertrautes Ereignis: Die Reproduktion eines Experiments ergibt, sofern die experimentellen Bedingungen ausreichend kontrolliert sind, jedes Mal das gleiche, erwartete Ergebnis. Wird ein unerwartetes Ergebnis beobachtet, ist dies entweder auf experimentelle Unsauberkeiten zurückzuführen, oder aber die zugrundeliegenden Mechanismen wurden noch nicht vollständig verstanden und müssen weiter erforscht werden, bis auch hier reproduzierbare Experimente möglich sind. Dem Naturwissenschaftler wird somit während seiner gesamten Ausbildung anerzogen, durch exaktes Arbeiten und detailliertes Beobachten die seinem Forschungsgegenstand zugrundeliegenden Naturgesetze zu verstehen. Unsicherheit einplanen Diese Prämisse, dass durch exaktes Forschen allgemein geltende und unverrückbare Gesetzmäßigkeiten entdeckt werden, verliert sehr schnell ihre Gültigkeit, sobald der Naturwissenschaftler sein Labor verlässt, um sich um seine eigene berufliche Zukunft zu kümmern. Die Fragestellungen hier heißen: Was für Jobmöglichkeiten gibt es? Welche ist die für mich Passende? Wie bekomme ich diesen Job? Welche Voraussetzungen gibt es dafür? Alles Fragestellungen, auf die es trotz noch so gründlicher Erforschung und Untersuchung nie verlässliche und allgemeingültige Antworten geben wird – hier bestimmt nicht die Natur die Gesetzmäßigkeiten, sondern der Mensch, und diese „Gesetzmäßigkeiten“ können daher schnell variieren, je nach Konjunktur, Marktlage und Moden. Ein Nachwuchsnaturwissenschaftler, der auszieht, den Arbeitsmarkt zu erforschen erfährt zum Beispiel „für eine wissenschaftliche Karriere muss man in den USA gewesen sein“, „wechsle nach der Doktorarbeit unbedingt die Arbeitsgruppe“, „finanziere dich früh über eigene Grants“,„strebe auf jeden Fall die Habilitation an“,„die Habilitation ist überholt“,„forsche rund um die Uhr“, „Forschungskarriere und Familie sind nicht vereinbar“, „mache unbedingt ein Auslandsemester im Studium“, „ziehe das Studium so schnell wie möglich durch und lass Firlefanz wie Auslandssemester tunlichst bleiben“ und so weiter und so fort… In diesem Meinungs- und Modenwirrwarr fühlen sich Nachwuchsnaturwissenschaftler verständlicherweise oft verloren, besonders bei Studierenden und Doktoranden ist diesbezüg34 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 35_LW4_2010_Karrierewelt_Weber.indd 34 lich eine große Unsicherheit zu beobachten.Wie kann man trotz dieser inhärenten Unsicherheit und schwankenden Rahmenbedingungen seine eigene Karriere nachhaltig planen? Konkrete Handlungsanweisungen helfen hier nicht weiter, sondern nur eine Herangehensweise, in der bewusst Unsicherheit, Risiko und unerwartete Ereignisse von Anfang an ihren Platz haben und Strategien entwickelt werden, damit umzugehen. Wo lernt man so eine Herangehensweise? Ziemlich sicher nicht in den klassischen Naturwissenschaften mit den allgemeingültigen Naturgesetzen, sondern viel eher in den Betriebswirtschafts- und Politikwissenschaften, beides Bereiche, in denen das Betätigungsfeld inhärent großen Schwankungen und Zeitströmungen unterworfen ist. Nicht umsonst büffeln angehende Betriebswirte in den ersten Semestern mehr Statistik als Naturwissenschaftler. Mit diesen Werkzeugen in der Hand sind sie in der Lage, aus diffusen, teils widersprüchlichen Ausgangdaten Wahrscheinlichkeiten für das Eintreffen des einen oder anderen Ereignisses abzuschätzen und somit ihr Handeln darauf auszurichten. Ausprobieren und Plan B wichtig Übertragen auf die eigene Karriereplanung impliziert diese Herangehensweise unter anderem folgende Aktivitäten: Beschaffen Sie sich schon früh im Studium vielseitige Informationen zum Arbeitsmarkt, aus möglichst vielen Quellen, und haben Sie im Hinterkopf, dass jede dieser Informationen mit einer gewissen Unsicherheit behaftet ist. Gewichten Sie die Informationen und machen Sie sich Ihr eigenes Bild der Arbeitsmarktsituation. Informationsquellen gibt es, wie etwa durch Firmenexkursionen, Job-Messen, persönliche Kontakte, Recruiting events von Unternehmen (besonders häufig bei Unternehmensberatungen). Schnuppern Sie während des Studiums in möglichst vielen Bereichen im Rahmen von Industriepraktika, HiWi-Stellen und Volontariaten. So bekommen Sie hands-on-Erfahrung und Kontakte und können abschätzen, welches Umfeld am besten zu Ihnen passt. Für die Auswahl der Doktorarbeit/des Postdocs: Neben Arbeitsgebiet, Reputation der Gruppe und vorhandene Ressourcen sollte auf den Werdegang ehemaliger Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Gruppe Wert gelegt werden. Hat die Mehrzahl der Alumni Jobs, die Sie später Mit 34 Jahren ist Wilfried Weber im ver gangenen Jahr zu Deutschlands erstem W3-Professor für Synthetische Biologie an das Freiburger Zentrum für Biologische Signalstudien (bioss) berufen worden. Vom Beginn seines Biochemiestudiums in Tübingen (1994-1997) und an der European School for Biotechnology in Straßburg (1997-2000) an suchte Weber die Praxis – seien es Forschungsarbeiten oder Industriepraktika (Merck) – und machte seine Diplomarbeit denn auch bei Novartis (2000), die Doktorarbeit bei Prof. Dr. Martin Fussenegger an der ETH Zürich (2003). Nach gut zwei Jahren Postdoc-Zeit am ETH-Institut für Biotechnologie (20032005) und einer Management-Fortbildung stieg der Co-Gründer der Firmen Cistronics Antiinfectives und BioVersys zum Grup penleiter am ETH-Institut für Chemie- und Bioengineering auf (2006-2008), wechelte an das Department „Biosystems Science and Engineering“ (2008-2009) und habi litierte sich dort (2009). Seit April forscht der Mitinhaber von acht Patenten, der bereits 50 Publikationen vorzuweisen hat, im bioss an der Konstruktion synthetischer Signalnetzwerke und deren Anwendung in Säugerzellen. auch gerne hätten, bereitet diese Arbeitsgruppe offensichtlich optimal auf so eine berufliche Zukunft vor. Egal wie viele Informationen Sie jedoch sammeln und wie sorgfältig Sie diese gewichten und auswerten, es bleibt immer eine gewisse Unsicherheit. Trotz aller Vorbereitungen kann es einfach der falsche Ort oder die falsche Zeit für den Wunschjob sein. Haben Sie daher immer einen Plan B in der Hinterhand, falls die Erfüllung von Plan A unwahrscheinlich wird. Wenn Sie trotz aller Informationen keine rationale Entscheidung treffen können, wählen Sie die Option, die mehr Freude, Erfüllung und Spaß verspricht und Ihren natürlichen Talenten entgegenkommt. In so einer Tätigkeit fällt es Ihnen leicht, überdurchschnittliche Leistungen zu erbringen. Und durch diese Leistungen fallen Sie positiv auf und haben hervorragende Chancen auf Ihren Wunschjob. LABORWELT 17.06.2010 10:29:40 Uhr Gesundheitspolitik & Lizenzkooperationen Pharma-Mittelstand & Biotech-KMU: Nischen, Nutzen, Neuerungen © VG Bild-Kunst, Bonn 2008 10. September 2010, 9 –17 Uhr, Köln, Gerling-Quartier, Hildeboldplatz 20 Warum die Teilnahme lohnt: Zahlreiche Änderungen im Gesundheitssystem stellen das Geschäftsmodell des deutschen Pharma-Mittelstandes auf den Prüfstand. Kosten-Nutzen-Bewertung, Rabattverträge oder Festbeträge erhöhen den Zwang zur Innovation. Viele Unternehmen suchen als Spezialisten ihr Heil in der Nische. Damit wird der Pharma-Mittelstand zum natürlichen Partner der innovativen Life Sciences-Unternehmen. Die Konferenz ist eine Fortsetzung der erfolgreichen Auftaktveranstaltung „Pharma-Mittelstand und Biotech-KMU – gemeinsam stärker?“ aus dem Jahr 2008. Aus dem Programm: Gesundheitspolitik: Neue Erstattungsmodelle in der Nische; Der Solitär, das unbekannte Wesen; Erstattung: Zusatznutzen – was wird zukünftig noch bezahlt? Strategie: Personalisierte Medizin – wie klein darf eine Patientengruppe sein? Kooperationsbeispiele: Produktion, klinische Entwicklung, Akquisition, Vermarktung Rahmenbedingungen: Kapital, Umsätze, Steuern Abschließend optional Cocktail-Empfang und Architekturführung durch das Gerling-Quartier in Köln. Bitte registrieren Sie sich unter www.biocom.de/events oder senden Sie uns eine E-Mail an [email protected]. Lokaler Partner: Sponsoren: Eine Veranstaltung der BIOCOM AG in Kooperation mit dem Bundesverband der Pharmazeutischen Industrie e.V. Organisation: BIOCOM Media GmbH | Stralsunder Str. 58-59 | 13355 Berlin www.biocom.de | [email protected] | Tel. +49 (0)30 264921-48 | Fax +49 (0)30 264921-66 35_LW4_10_BPI-Veranstaltung.indd 10105_BioPharma-Anzeige.indd 87 1 17.06.2010 16.06.2010 10:30:31 15:17:13 Uhr 36 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 36 96 well hybrid Peltier block with ± 0,25°C uniformity at 72°C I Scanning mechanism without any position effects I 5 dye channels with no cross talk (below 0,1%) Up to 2,5°C per second Outstanding technical support and application support Technische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras Starting at 26.995,– Euro Very easy to use instrument with highest sensitivity and widest dynamic range (10 orders of magnitude) I Built-in computer to protect data of Windows crashes I Free software updates and upgrades Beschreibung des Produktes Preis GeneExpression, GMO detection and quantification, SNP detection, Pathogen and allergene detection and quantification, Thermal Shift Assays Tab_Fließtext Mx3005P-QPCR System Tab_Firmenanschrift Agilent Technologies Hewlett-Packard-Str. 8 76337 Waldbronn Einsatzgebiet Produktname Tab_Kategorie Firma/Kontakt ab 20.000,– Euro Highspeed Real-Time PCR bis zu 10x schneller als herkömmliche qPCR-Cycler I Patentiertes, faseroptisches System für hohe Signalhomogenitäten I Enorme Kostenreduktion – nur 5 µl pro Reaktion möglich I Energieeffizient und RoHS-konform I Integrierte, anwenderfreundliche Kontroll- und Auswertesoftware (qPCRsoft) mit absoluter und relativer Quantifizierung, DDCtMethode, Allel-Diskriminierung und PCR-Effizienzen Heizrate: 12 °C/s max, (0,1 bis 12 °C/s) I Kühlrate: 8 °C/s max, (0,1 bis 8 °C/s) Abmessungen (B x H x T): 240 mm x 430 mm x 255 mm I Gewicht: ca. 10 kg I Leistungsaufnahme: 420 W (max.) I 9 verschiedene Farb- bzw. FRET-Module I Detektion der 96 WellMikroplatte in 4 Sekunden I Beheizter gleitender Deckel bis 120 °C (manuelles oder motorisiertes Öffnen/Schließen) I SPSTechnologie (Sample Protection System) I Block Control oder (simulated) Tube Control I Probenblocktemperatur bis 105 °C I Zeit- und Temperatur-Inkrement und -Dekrement Kombination aus rapidPCR und extrem schneller Real-Time Fluoreszenz-Detektion I Integrierte Real-Time-Software beinhaltet automatische Daten-Evaluierung zur Quantifizierung, Bestimmung von Expressionsverhältnissen und PCR-Effizienzen I Multi-Komponenten-Analyse I Ausrüstung mit bis zu 4 Anregungs- und Emissionsfiltern möglich I Optimiert auf Reduktion der Probenvolumina bis zu 5 µl I Patentiertes, faseroptisches System garantiert die Detektion stringent homogener Fluoreszenzsignale über alle 96 Wells I 9 hochaufgelöste Farb- und FRET-Module mit unterschiedlichen Anregungs- und Emissionswellenlängen für die flexible Anpassung des qTOWER Nachweis viraler und bakterieller DNA oder RNA I Nukleinsäurequantifizierung I Titerbestimmung I Kontinuierliche Detektion von PCR-Amplifikationen I SNP-Diagnostik I Transkriptionsstudien qTOWER Analytik Jena Konrad Zuse Str. 1 07745 Jena Tel.: +49-(0)-3641-779400 Fax: +49 (0) 3641-77767776 Angelika Hornischer Intuitive, flexible Software und Wizards leiten durch das Real-Time PCR-Experiment in frei Schritten, schnelles System mit plug-and-playAssays und -Reagenzien, LCD-Touchscreen und USB-Drive mit der Option für eine “PC-freie” Verwendung des Geräts, Remote Monitoring- und Email-Notification-Funktion, StepOnePlus™ Real-Time PCR-System I braucht 38% weniger Energie für eine Probe als andere Geräte Temperaturbereich von 4°C-100°C bei einer Genauigkeit von ±0.25°C (35°C to 95°C) vom Setpoint/Angezeigte Temperatur, alle 3 min. Messung nach Start, Sample Ramp Rate im Fast Mode: ±2.2 °C/ sec, Standard Mode: – 1.6°C/sec VeriFlex™ Block für 25°C (5°C Zone-to-Zone), Peltier-basiertes Thermal Cycling-System, 96-Well (0.1 ml)-Platten für 10-30µl, qPCR-Run beim Standard Cycling in weniger als 2 hrs, Fast Cycling benötigt weniger als 40 min., Auflösung der Schmelzkurve: in 0.1°C 96 well, 4 Farben, Real-Time PCR-System Schnell und einfache Low- to High-throughput RT-PCR-Anwendungen mit publikationsreifen Ergebnissen innerhalb eines Tages StepOnePlus™ Real-Time PCR-System Applied Biosystems (part of Life Technologies) Frankfurter Str. 129B 64293 Darmstadt [email protected] www.appliedbiosystems.com Tel.: +49-(0)6151-9670-5335 Fax: +49-(0)6151-9670-5599 Marktübersicht Thema Real-time PCR Marktübersicht: Real-time Thema PCR Ob in Grundlagenforschung oder molekularer Diagnostik – die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist nach gut 20 Jahren als Arbeitspferd moBU lekularbiologischer Labors nicht mehr wegzudenken. Trotz ausgefeilter und optimierter Amplifikationsprozesse gibt es immer wieder neue Optimierungen, insbesondere im Feld der Real-time PCR. Einen Überblick über das aktuelle Leistungsportfolio der Anbieter, die sich an der LABORWELT-Produktumfrage beteiligt haben, gibt die vorliegende Marktübersicht. LABORWELT 17.06.2010 10:31:00 Uhr LABORWELT 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 39 SensiMix real-time PCR-Reagenzien werden als 2x Mastermix angeboten. Die Anzahl der Reaktionen bezieht sich immer auf ein Reaktionsvolumen von 50µl. Geringere Volumina sind möglich. Biolines Sensimix ist eine umfangreiche, hochoptimierte, Produktpalette für real-time PCR-Experimente mit RNA- oder DNA-Templates für alle gängigen real-time PCR-Geräte. Reagenzien, die einer konsequenten Qualitätskontrolle unterzogen werden, und ein spezifisches Hot-Start PCR-Enzym verhindern die Bildung von Primer-Dimeren sowie unspezifischen Amplifikationen und ermöglichen extrem schnelle Protokolle. Preis Rox Passive Reference Dyes auch erhältlich Preisliste https://www.bioline.com/h_product_list.asp Sonderabfüllungen auf Anfrage möglich Optimiert für Multiplex Real-time quantitative PCR Die Emissionsmaxima der CAL Fluor- and QuasarFarbstoffe liegen zwischen 447 nm und 705 nm I CAL Fluor and Quasar-Farbstoffe können in alle üblichen Probenformate wie TaqMan, Black Hole Scorpions, Molecular Beacons oder Amplifluor Direct eingebaut werden I CAL Fluor- and QuasarFarbstoffe sind optimal kombinierbar mit den entsprechenden Black Hole Quenchers (keine native Fluoreszenz) Technische Daten I Duplex, triplex und quadraplex möglich I Kosten effektive Synthese I Stabiler als konventionelle Proben I Kompatibel mit den üblichen Real-time qPCR-Instrumenten I Besonders effizient in Kombination mit Black Hole Quenchers (BHQ) I Super- CAL Fluor- und Quasar-Farbstoffe sind optimierte Fluoreszenzfarbstoffe (Emissionsmaxima zwischen 447 nm und 705 nm) für die Herstellung von Proben und Primern für die Real-Time qPCR. Sie stellen eine stabilere und kostengünstigere Alternative zu herkömmlichen Farbstoffen wie TET, JOE, VIC, HEX, Texas Red, Cy3, Cy5 dar. Beschreibung des Produktes Real-time PCR Kits basierend auf SYBR Green, Sonden- und HRM-Technologie I auf allen gängigen Geräten einzusetzen. Besonderheiten/ Extras Real-time quantitative PCR Einsatzgebiet SensiMix real-time PCR-Produkte Protokolle zu den unterschiedlichen Kits: https://www.bioline.com/h_product_list.asp Custom Real-Time qPCR Probes and Primers with CAL Fluor and Quasar Dyes Produktname Bioline GmbH Im Biotechnologie Park TGZ II 14943 Luckenwalde Tel.: +49-(0)3371-681-229 Fax: +49-(0)3371-681-244 [email protected] https://www.bioline.com Holger Berthel Heiz-/Külraten BioCat GmbH Im Neuenheimer Feld 584 D-69120 Heidelberg Tel.: +49-6221-7141516 Fax: +49-6221-7141529 [email protected], www.biocat.com Dr. Elke Gamer Firma/Kontakt 1 Kit für 200 Reaktionen (50 µl-Ansätze): ab 188 Euro mit oder ohne Fluoreszenzfarbstoff Green DNA Dye I erhältlich I mit oder ohne Referenzfarbstoff ROX lieferbar I für diverse gängige Real-Time PCR-Geräte geeignet I mit verschiedenen Mg2+Konzentrationen erhältlich I Zusammensetzung auf eventuelle Uracil-N-Glycosylase-Behandlung abgestimmt PCR-Cycler-spezifisch s. Protokoll 2x PCR Master Mix mit optimiertem Puffersystem, Nucleotiden, einer chemisch modifizierten TaqPolymerase für den Hot Start-Einsatz, ggf. Referenzfarbstoff ROX. I zusätzlich: Glass Blocking Reagenz (für LightCycler), ggf. Fluoreszenzfarbstoff Green DNA Dye I, quantitative PCR, z.B. SNP- und Genexpressionsanalysen RealQ PCR Master Mix Biomol GmbH 22769 Hamburg Waidmannstr. 35 www.biomol.de Dr. Edgar Lipsius Tel.: +49-(0)40-853260-37 das CFX System arbeitet auch unabhängig vom Computer I Automatisierbar für bis zu 15x96 oder 20x384 well-Platten I E-Mail-Erinnerung mit angehängtem Datenfile, sobald ein PCR-Lauf beendet ist. I Integrierte Software zur Genexpressionsanalyse mit Berücksichtigung der PCR-Effizienz und Verwendung mehrerer Referenzgene zur Normalisierung I Beinhaltet eine kostenfreie Lizenz für Biogazelles qBasePlus-Software (MIQE compliant). Thermoblock: maximale Heizrate 5°C/sec, durchschnittliche Heizraterate 3.3°C/sec, Genauigkeit ±0.2°C bei 90°C, Uniformität ± 0.4°C nach 10 Sekunden bei 90°C, Temperaturbereich 0-100°C, Temperaturgardient 1-24°C, Heizdeckeltemperatur 105°C Optisches 96 well-Modul: Anregung mittels sechs gefilterter LEDs und Detektion mittels sechs gefilterter Photodioden im Bereich 450-730nm. Sensitivität: 1 Kopie einer Zielsequenz humaner genomischer DNA. Dynamischer Detektionsbereich 10 Größenordnungen Lizenziertes, sehr flexibles und modulares high end real-time qPCR-System mit austauschbaren Thermoblöcken (2x48, 96 und 384 well) für die konventionelle und die quantitative real-time PCR auch mit Thermogradientenfunktion. Patentierter Masse-reduzierter 96 well-Thermoblock unterstützt die Fast PCR. qPCR, Genstudien, präzise Schmelzkurvenanalyse, Genotypisierung CFX96TM CFX384TM Real-Time PCR Detection System Bio-Rad Laboratories GmbH Heidemannstraße 164 80939 München Dr. Marcus Neusser Marktübersicht Real-time PCR 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 39 17.06.2010 10:31:07 Uhr Eppendorf Vertrieb Deutschland GmbH Peter-Henlein-Straße 2, 50389 Wesseling-Berzdorf Tel.: 01803-255911 (9 Ct./Min aus dem deutschen Fetznetz) Fax: +40-(0)2232-418-155 [email protected] www.eppendorf.de Mastercycler® ep realplex Rohdaten: Softwaremodul zur Betrachtung der generierten Rohdaten in Echtzeit I Schmelzkurvenanalyse zur Unterscheidung von spezifischen und unspezifischen PCR-Produkten sowie wichtiges Instrument für die Genotypisierung von SNPs I Quantifizierung / relative Quantifizierung: Auswertemodul zur absoluten Quantifizierung von DNA bzw. zur relativen Quantifizierung für Genexpressionsanalysen basierend auf der ΔΔCt-Methode I Genidentifizierung: Softwaremodul zur Durchführung von Alleldiskriminierungen. Als Basis dienen Daten, die zuvor in Schmelzkurvenanalysen, Endpunktmessungen oder Ct-Wertbestimmungen generiert wurden. I Endpunktmessungen: Softwaremodul zur Bestimmung absoluter Fluoreszenzintensitäten, unabhängig von vorangegangenen DNA-Amplifikationen I ± Assay: Softwaremodul zur Unterscheidung positiver und negativer Proben durch Festlegen von Schwellenwerten. Als Basis dienen Daten aus vorangegangenen Endpunktmessungen. Thermocycler: 96-well Mikrotiterplattenformat I Gradientenfunktion I Heizraten mind. 5°C/ sec. I Kühlrate mind. 3,5°C/sec. I Fast-PCR-Option durch Silberblocktechnik I geräuscharme Heiz- und Kühlfunktion I Optik: Fluoreszenzdetektion via Leuchtdioden I Multi-KanalDetektion I Detektion von FAM, SYBR Green I, VIC, JOE, NED, TAMRA, ROX I PMT-Technik I Software: Online Real-Time-Darstellung von Beginn der Datenaufnahme an I Darstellung der prozessierten Daten I Schmelzkurvenanalyse I Automatische Kalkulation des 2-DCt-Wertes bei relativer Quantifizierung I Intuitive Menuesteuerung I Kontinuierliches up-date der Software I Computer: High-End-Prozessor I mind. 512 MB RAM I DVD-RW Laufwerk I Netzwerkanschluss I Flachbildschirm I Flash Memory Speicherung auf mobiler Festplatte mind. 1 GB I System-Software vorinstalliert I Service: 2 Jahre Garantie I Verbrauchsmaterialien:· systemunabhängige Reagenzien und Consumables Optisches Modul: Anregungslichtquelle 96 LEDs (470 nm) I Emissionsfilter 520 / 550 nm (realplex2), 520 / 550 / 580 / 605 nm (realplex4) I Detektor: 1 Photomultiplier (realplex2), 2 Photomultiplier (realplex4) I Dynamischer Bereich: lineare Detektion über 8 logarithmische Stufen I Sensitivität ≤50 fM Fluorescein I Thermomodul: Probenkapazität 96 x 0.2 ml PCR-Gefäße oder eine 96er PCR-Platte (nach SBS-Standard) I Temperierbereich des Blocks 4-99°C I Spannweite des Gradienten 1-20°C (Thermomodul Mastercycler ep)/1-24°C (Thermomodul Mastercycler ep S) I Spannweite des Gradienten 30-99°C I Temperatur des Deckels 105°C I Blockhomogenität 35°C±0.3°C/90°C±0.4°C I Regelgenauigkeit ±0.2°C I Gesamtsystem: Abmessungen (B x T x H) 26cm x 41cm x 39,6cm I Gesamtgewicht 24 kg I Gewicht Thermomodul 17 kg I Gewicht Detektionsmodul 7 kg I Netzanschluss 200-240V, 50 Hz - 60 Hz I Leistungsaufnahme 800 W Heizrate: ca. 4°C/s (Thermomodul Mastercycler ep), ca.6°C/s (Thermomodul Mastercycler ep S) Kühlrate: ca. 3°C/s (Thermomodul Mastercycler ep), ca. 4.5°C/s (Thermomodul Mastercycler ep S) Modular aufgebautes Konzept I SteadySlope-Gradiententechnologie zur einfachen Übernahme von Gradienten-Experimenten in die Routine I Thermal Sample Protection-Technologie zur Vermeidung unspezifische Annealingprozesse und Verdunstung I Optische System mit exklusiven Partikelschutz (Slip Cover - lichtdurchlässige Abdeckung der optischen Öffnungen der Heizplatte, US Patent Pending) und Photomultiplier der neuesten Generation I Impuls-PCR bei Silberblockvariante möglich I lizenziertes real-time PCR-System I lebenslange Garantie auf LEDs I systemunabhängige Reagenzien und Consumables Mastercycler® ep realplex 2 mit Aluminiumblock und zwei Emissionsfiltern: 33.670 Euro I Mastercycler® ep realplex 2 S mit Silberblock und zwei Emissionsfiltern: 34.740 Euro Firma/Kontakt Produktname Einsatzgebiet Beschreibung des Produktes Technische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras Preis F-415/416 DyNAmo™ (Color) Flash SYBR® Green qPCR Kit Finnzymes Vertrieb Deutschland/Österreich: Biozym Scientific GmbH 31840 Hess. Oldendorf www.biozym.com Helmut Prechel Tel.: +49-(0)-5152 9020 [email protected] 40 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 40 From 129,- Euro per probe Online qPCR primer & probe design tools for single- and bi-plex real-time PCR I Convenient online ordering, tracking and re-ordering I Ready-to-use dilution buffer free of charge I Free online reports and documentation k. A Guaranteed minimum yields I 4 different synthesis scales available I Length: 5-40 bases I HPLC purification included I Quality control by Trityl monitoring, OD measurement, MALDI-TOF MS Dual Labeled Probes & Molecular Beacons available with more than 30 different fluorescent dyes and various quencher options covering the complete emission spectra. Can be used on all state-of-the-art real-time instruments – LightCycler® Probes – sold under the license from Roche Diagnostics GmbH Ab 50 ct/rxn (Listenpreis) Extrem schnelle Protokolle I Hohe Spezifität/Sensitivität und höhere Signalintensität I Eliminiert Carry-over-Kontaminationen: dUTP im Master-Mix ermöglicht UNG-Behandlung I Sicheres Pipettieren in weißen Plates: farbiger 2x Mix (ColorFlash) I Kompatibel zu qPCR-optimiertem cDNA-Synthese-Kit (F-470) Geeignet für Fast und konventionelle qPCR-Geräte 2x Mastermix I Kombiniertes Annealing/Elongation in nur 15 s möglich I dUTP im Master-Mix I Blau-gefärbter 2 x Mix (ColorFlash) qPCR Kit Gene Expression Profiling I MicroRNA Expression I Gen-Expressionsanalyse I Quantifizierung von DNA- oder SNP Genotyping I Mutation Analysis I Translocation RNA-Targets I Detektion von Mikroorganismen I QuantifizieAnalysis I Transgene Detection / Quantification I rung einer Viruslast Pathogen Detection / Gene Detection I DNA-Copy Number Calculation I Validation of Microarrays I Allelic-Discrimination qPCR Probes/FRET Probes Eurofins MWG Operon Anzinger Straße 7a 85560 Ebersberg Dr. Alexander Rácz Tel.: +49-(0)8092-8289-0 [email protected] Marktübersicht Real-time PCR LABORWELT 17.06.2010 10:31:14 Uhr Biometra – An Analytik Jena Company Rudolf-Wissell-Str. 30 37079 Göttingen Tel.: +49-(0)551-506860 Fax: +49-(0)551-5068666 www.biometra.com, [email protected] Dr. Holger Densow TOptical Thermocycler Real-time PCR, bis zu 6-fach-Multiplexing 96 Well real-time PCR-Thermocycler mit herausragenden Heiz- und Kühlraten sowie exzellenter Temperaturuniformität I TProfessional Thermocycler nachrüstbar mit optischem Modul I Block wahlweise mit/ohne Gradient I Freie Konfigurierbarkeit mit bis zu 6 Farbfiltermodulen zur Detektion aller gewöhnlich verwendeten Fluoreszenzfarbstoffe I Anregung durch drei verschiedenfarbige LEDs I Patentierter Array mit Hochleistungs-Optikfasern zur verlustfreien Anregung und Detektion der Fluoreszenzfarbstoffe I Hochsensitiver Channel Photo Multiplier (CPM) mit effizienter Rauschunterdrückung I Leicht zu bedienende PC-Software qPCRsoft zum Erstellen von Experimenten, zur Auswertung und zum Datenexport Hardware Blockformat 96 Well I Deckeltemperatur 30-99°C I Gradientenspanne 40°C I Ramping rate Min 0,1°C/sec, max. 5,0°C/sec I Blockhomogenität ± 0,15°C bei 55°C (gemessen nach 15 sek), ±0,25°C bei 72°C; 0,50°C bei 95°C I Kontrollgenauigkeit ±0,10°C I Temperaturbereich Block 3- 99°C I Temperaturinkremente Min. 0,1°C/Zyklus I Zeitinkremente Min. 1 sec/Zyklus I Heizdeckel - Manueller Öffnungsmechanismus, automatischer Anpressdruck I Anpressdruck Heizdeckel 10 kg, automatisiert I Kontrollmodus - Ansteuerung über PC, remote control Modus I Programmspeicherplatz - Unlimitiert auf PC I Abmessungen 28cm x 38cm x 43cm (28cm x 64cm x 43cm im geöffneten Zustand) I Betriebsspannung 100V, 110V, 230V I Betriebsbedingungen 15°C bis 35°C, max. 70% Luftfeuchtigkeit, max. 2000 m NN I Unterstützte Plastikwaren 96 Mikroplatten mit optischer adhäsiver Folie; 8er Streifen 0,2 ml mit optischen Deckeln;0,2 ml Einzelgefäße mit optischen Deckeln I Optik: Sensitivität 1nmol/l FAM bei 30µl Probenvolumen in einer 96-Well PCR-Platte I Messzeit - 96-Well Platte (Einfachmessung, 6 Farben) ca. 8 sek. I Messbereich ±130 000 (+/-17 bit) I Blockkapazität 96 Well (für 96 Well Mikroplatten, 8er Streifen, Einzelgefäße) I Probenvolumen 5-80µl I Lichtquelle - Drei langlebige, hoch-intensive LEDs (blau, weiss, rot) I Filter - Filterrad mit Stepmotor, 6 Positionen für Farbfilter I Lichtweg - Ein Array aus 8 Hochleistungs-Optikfasern in einem Shuttle System leitet LED-Licht durch Linsen gebündelt auf Proben. Die Anregung erfolgt von oben durch den Deckel der Probengefäße. Zurückgestrahltes Licht wird durch Linsen gebündelt und über optische Fasern zu einem Photomultiplier geleitet I Detektor - Hochsensitiver Channel Photo Multiplier (CPM) I Optimales Signal-/Rauschverhalten durch effiziente Rauschunterdrückung (decreased SNR (signal/noise ratio)-Technologie) I Farbfiltermodule 6 Farbfiltermodule für alle häufig genutzten real-time PCR-Farbstoffe I 4 FRET-Filter Kombinationen I Software: qPCRsoft I Steuer- und Analysensoftware I Analysemethoden I Absolute Quantifizierung I Relative Quantifizierung I ΔΔCt Methode I Allelische Diskriminierung I Effizienzberechnung I Exportfunktionen I Excel I REST I qBASE I Biogazelle I Sicherheit I Adminstratorfunktion I MIQE-konforme Probendokumentation Maximale Heizrate* 6,0°C/s I Durchschn. Heizrate* 5,0°C/s / Maximale Kühlrate* 4,5°C/s I Durchschn. Kühlrate* 3,5°C/s, * Gemessen im Block freie Konfigurierbarkeit der Ausstattung mit Farbfiltermodulen I Optimale Anregung über 3 LEDs statt nur einer wide-blue LED I Modulares Blockkonzept 20.990 Euro ohne Gradientenfunktion, ohne Farbfiltermodul I 21.990 Euro mit Gradientenfunktion, ohne Farbfiltermodul I 2.995 Euro pro Farbfiltermodul Firma/Kontakt Produktname Einsatzgebiet Beschreibung des Produktes LABORWELT 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 41 Technische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras Preis als OEM-Lösung bzw. im Lizenzmodell Software für PCR-Fragestellungen: Steuerung, Vernetzung, Datenauswertung, Kitbezogene Standardauswertungen und zur Simulation k. A. Software unter Windows Vista/Windows7 und Windows CE Umfangreiche Software-Bibliothek im Themenfeld PCRTechnologie, welche nach Kundenanforderungen zur OEM-Produkten oder in Lizenz umgesetzt wird. Features: I 1. Graphische Editoren für einfache Benutzung I 2. Proben und Assay-Management I 3. Datenauswertung für Schmelzkurven, Endpunkt und weitere quantitative Assays I 4. Ablaufsteuerung für die Kontrolle von PCR-Läufen I 5. Validierbar nach GLP/GAMP Unternehmen, die Geräte für PCR entwickeln, vertreiben bzw. PCR-basierte Kits herstellen Software für PCR-Fragestellungen Hölle & Hüttner AG Derendinger Str. 40 72072 Tübingen Joachim Zühlke [email protected] Vollservice oder einzelne Module (RNA-Isolierung, cDNASynthese, real-time PCR-Reaktion, Datenauswertung) I IMGM Laboratories ist gemäß DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert und hält außerdem eine Akkreditierung für die Genexpressionsanalytik mittels Microarrays und quantitativer real-time PCR Messung der Proben auf der Technologieplattform AB7900HT (Applied Biosystems) und „custom designed“ TaqMan®-Einzelassays (Applied Biosystems) I Messung von selbst konfigurierten TaqMan®-Platten sowie TaqMan®-Arrays (Applied Biosystems) I Nutzung von TaqMan®-Themen-Arrays (Applied Biosystems) Assaydesign für quantitative und qualitative Analysen I Verwendung von „inventoried“, „made-to-order“ Validierung von Ergebnissen aus Microarray-Experimenten I Genexpressionsstudien I miRNA Profiling I Kopienzahlvariationen (CNV) I SNP Genotypisierung I Identifizierung von Housekeeping-Genen TaqMan®-basierte quantitative real-time PCR IMGM Laboratories GmbH Lochhamer Str. 29 82152 Martinsried Tel.: +49-(0)89-895578-40 Fax: +49-(0)89-895578-41 www.imgm.com, [email protected] Dr. Ralph Oehlmann Marktübersicht Real-time PCR 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 41 17.06.2010 10:31:19 Uhr 42 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 42 Highly sensitive and accurate real-time PCR quantification of genomic DNA or cDNA targets I complex genomic or cDNA templates I very low-copy targets Only primers and template DNA are added to prepare the final PCR I accurate quantification over several logs of template I use of any sequence-specific probe on lots of different real-time cycler I highly sensitive detection of low-copy targets I no need to optimize reaction and cycling conditions Reaction volume of 25 µl or 50 µl The Hot Start DNA Polymerase is activated in the 5-minute incubation at 95°C before PCR cycling. Choice of reference dye (ROX or Fluorescein) Einsatzgebiet Beschreibung des Produktes Technische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras 50 reactions 71,00 Euro Mengenrabatte Hot Start Q-PCR Master Mix Produktname Preis Invitek GmbH Robert-Rössle-Str. 10 13125 Berlin Tel: +49-(0)30-9489-2908 Fax: +49-(0)30-9489-3795 [email protected] Firma/Kontakt Homepage Besseres Signal durch SYBR® GreenER™ und dadurch erhöhte Sensitivität, frühere Ct Values, reduzierte Carry-over-Kontamination und PCR-Inhibition, 2. Schritt Kits erhöhen die Sensitivität mit dem neuen SuperScript® VILO™ cDNA Synthesis Kit, läuft auf allen FAST-Instrumenten und ist im stabilen SuperMix-Format erhältlich cDNA-Syntheseschritt läuft bei 50°C ab Basieren auf dem SYBR® GreenER™ Farbstoff und der schnell-aktivierten, Antikörper-vermittelten Platinum® Taq DNA Polymerase für eine effiziente Amplifikation bereits im ersten Zyklus SYBR® GreenER™ 1. Schritt- & 2. SchrittProdukte für die Standard- und schnelle PCR Schnelle RT-PCR und qRT-PCR Anwendungen EXPRESS qPCR and qRT-PCR-Reagenzien Invitrogen Gmbh (part of Life Technologies) Frankfurter Str. 129B 64293 Darmstadt Kontakt: [email protected] www.Invitrogen.com Tel.: 0800-0830902 Fax: 0800-0833435 Umfangreicher Service im Bereich DNA- und RNA-Synthese und DNA-Sequenzierung (Sanger und Next-generation). Weitere Informationen unter www.microsynth.ch. k. A. Automatisierte Probenaufbereitung (Tecan, Qiagen), Analyse mit Geräten von ABI, Roche und Qiagen. Zertifizierung nach ISO 9001:2000 und Akkreditierung der analytischen Abteilungen nach ISO 17025 (STS 429). Projektentwicklung und -beratung I DNA- und RNA-Isolation aus tierischen und pflanzlichen Geweben oder aus prozessierten Waren I (Real-Time) PCR-AssayEntwicklung I Synthese von Primer-ProbeSets I Validierung von PCR-/qPCR-Assays I Probenanalyse und Auswertung im Hochdurchsatz. Qualitative und/oder quantitative Analysen. Z.B. zur Qualitätssicherung, Target-Validierung, Genexpressionsanalyse, Genotypisierung, Nachweis von Mikroorganismen, Allergenen, Tierarten und GVO PCR- und Real-Time PCR-Services Microsynth AG Schützenstr. 15 CH-9436 Balgach Tel.: +41-(0)71-7228333 Fax.: +41-(0)71-7228758 Dr. Johannes Haugstetter [email protected] 78,- bis 320,- Euro Farblich codierte „Pipettierhilfe“ I Optimiertes Kit für Thermocycler mit hohen Heiz/Kühlraten I Mastermix enthält dUTP für UNG-Verdau zum Schutz vor DNA-Kontaminationen I ROX-Referenzfarbstoff separat beiliegend I optimierte Kits für SYBR Green sowie Probe-Chemie erhältlich n/a Kits für 100 bzw. 500 Reaktionen à 20 µl erhältlich Optimierter 2x Mastermix für extrem schnelle und spezifische qPCR I schnelle Protokolle durch kombinierten Annealing und Extensionsschritt in 15 sec I innovativer farbiger Mastermix (Blau) ändert Farbe nach Zugabe von DNA-Template im mitgelieferten Verdünnungspuffer (gelb) zu grün; somit reduzierte Gefahr von Pipettierfehlern I enthält modifizierte Varianten der Hot Start Tbr DNA-Polymerase für erhöhte Performance und Temperaturstabilität I Generierung von frühen, reproduzierbaren c(t)-Werten I Lineare Werte über 8 Größenordnungen Quantifizierung von DNA I GenExpressionsstudien I Virale Titerbestimmungen DyNAmo™ ColorFlash qPCR Kits New England Biolabs GmbH Brüningstraße 50 Geb. 852 D-65926 Frankfurt am Main Tel.: 0800-246-5227 75,- Euro bis 320,- Euro n/a Kits für 100 bzw. 500 Reaktionen a 20 µl erhältlich „Ready to use“ 2x Mastermix I enthält modifizierte Varianten der Hot Start Tbr DNA-Polymerase für erhöhte Performance und Temperaturstabilität I schnelle Protokolle durch kombinierten Annealing und Extensionsschritt in 15 sec I Lineare Werte über 8 Größenordnungen Quantifizierung von DNA I GenExpressionsstudien I Virale Titerbestimmungen DyNAmo™ qPCR Kit New England Biolabs GmbH Brüningstraße 50 Geb. 852 D-65926 Frankfurt am Main 0800/246-5227 Marktübersicht Thema Real-time PCR LABORWELT 17.06.2010 10:31:27 Uhr LABORWELT 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 43 Kits für 100 bzw. 500 Reaktionen á 20 µl erhältlich n/a ROX Referenzfarbstoff separat beiliegend I Mastermix enthält dUTP für UNG- Verdau zum Schutz vor DNA-Kontaminationen I optimierte Kits für SYBR Green und Probe-Chemie sowie für Block- bzw. Kapillargeräte erhältlich Tecnische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras 145,- bis 700,- Euro Optimiertes Kit für qPCR, ausgehend von RNA I 2 Schritt-System: enthält optimiertes cDNA Synthese-Kit sowie DyNAmo qPCR-Kit I “Two Step“-Protokolle ermöglichen die Detektion von mehreren Zielgenen von einer cDNASynthese I große Mengen RNA für cDNASynthese einsetzbar, daher Detektion auch von extrem seltenen RNAs möglich Beschreibung des Produktes Preis Quantifizierung von RNA I Gen-ExpressionsstudienI Virale Titerbestimmungen Tab_Fließtext DyNAmo™ 2-Step qRT-PCR Kits New England Biolabs GmbH Tab_Firmenanschrift Brüningstraße 50 Geb. 852 D-65926 Frankfurt am Main 0800-246-5227 Einsatzgebiet Produktname Firma/Kontakt Tab_Kategorie GoTaq®qPCR Master Mix Promega GmbH Schildkrötstraße 15 68199 Mannheim Tel.: +49-(0)621-8501-0 Nach NIST-Standard kalibrierte Thermofühler überwachen jedes einzelne Modul I Hintergrundund Threshold-Definition automatisch oder manuell I Ct-Wert-Ermittlung auch anhand der 2. Ableitung möglich I Excel-Datenexport, GrafikExport im JPG-Format I Administrative Vergabe von Zugriffsrechten möglich Heizrate: 10 °C/sec I Kühlrate: 2.5 °C/sec Temperatur-Zeitgenauigkeit: ± 1.0 s I Temperaturgenauigkeit: ± 0.5 °C von 60 °C bis 95 °C I Programmierbares Ramping: 0.1 °C/s bis 1.0 °C/s I Maße: B x T x H: 30.5 x 30.5 x 25.5 cm I Gewicht: 10 kg 16 voneinander unabhängige Module I Extrem schnelles Heizen und Kühlen I 4-Kanal-LED-Optik für Multiplex-PCR I Schmelzkurvenanalyse 200 Reaktionen 260,- Euro, Mangenrabatte Master Mix-Format verringert Pipettieraufwand und Kontaminationsgefahr. I Optimierter Puffer in Kombination mit Hot Start-Polymerase sorgt für reproduzierbare Ergebnisse. I Niedrigere Ct-Werte auch bei niedriger Expression der Zielsequenz I Die GoTaq® Hot StartPolymerase ist an einen Antikörper gebunden und wird in einem initialen Hitzeschritt von nur 2 min durch Denaturierung des Antikörpers aktiviert. Die optimierte Kombination aus Polymerase und Puffer erlaubt auch eine hohe Zyklenzahl (45-50 Zyklen) und ist kompatibel mit Programmen, die eine längere Aktivierungszeit (10min) benötigen. Der GoTaq® qPCR Master Mix ist außerdem auch mit fast-cycling-Protokollen kompatibel. I Der neu entwickelte Farbstoff zeigt eine höhere dsDNA-abhängige Fluoreszenzzunahme und weniger PCR-Inhibierung als SYBR® Green. Daraus resultiert eine effizientere Amplifikation, die zu niedrigeren Ct-Werten und größerem linearen Bereich als bei Verwendung von anderen Farbstoff basierten qPCR-Systemen führt. Zur Detektion werden dieselben Filtersets verwendet wie bei SYBR® Green und ROX™. Real-Time PCR: Qualitative und quantitative k. A. Analysen mit Hilfe interkalierender Farbstoffe oder genspezifischer Sonden in den Bereichen Wissenschaft und Diagnostik. SmartCycler II PEQLAB Biotechnologie GmbH Carl-Thiersch-Str. 2b 91052 Erlangen Tel.: +49-(0)9131-6107020 Fax: +49-(0)9131-6107099 [email protected] www.peqlab.com Dr. Emanuel Clausing PCR Mycoplasma Test Kit I/RT (Variant A oder Variant B): 229,- Euro (25 Tests) Kits detektieren schnell, hochspezifisch und sehr sensitiv: M. agalactiae, M. arginini, M. arthritidis, M. bovis, M. capricolum, M. cloacale, M. falconis, M. faucium, M. fermentans, M. hominis, M. hyorhinis, M. hyosynoviae, M. opalescens, M. orale, M. pneumoniae, M. pirum, M. primatum, M. pulmonis, M. salivarium, M. spermatophilum und M. timone sowie verschiedene Acholeplasma (z.B. A. laidlawii) und SpiroplasmaArten. Einfache Probenvorbereitung. k. A. PCR Mycoplasma Test Kit I/RT besteht aus: Reaktionsgefäßen mit lyophilisierten Primern, dNTPs und Mykoplasmen-spezifischer Sonde; Inhibition Control Spike (lyophilisiert); Positive Control Spike; Reaktionspuffer; DNA-freies Wasser; Hot-Start Taq Polymerase; ausreichend für 25 PCR-Tests. I Von dem PCR Mycoplasma Test Kit I/RT existieren zwei Varianten (A und B), die für unterschiedliche Real-Time PCR Cycler optimiert wurden. Real-Time PCR-basierte Kits zur schnellen und sensitiven Nachweis von Mykoplasmen in Zellkulturen. Auswertung über Real Time PCR-Cycler verschiedener Hersteller. Mykoplasmen-Detektion in Zellkulturen (research use only) PCR Mycoplasma Test Kit I/RT PromoCell GmbH Sickingenstr. 63 / 65 D-69126 Heidelberg Tel.: +49-(0)6221-64934-0 Fax: +49-(0)6221-64934-40 www.promokine.de [email protected] Dr. Jürgen Becker Marktübersicht Marktübersicht real-time Thema PCR 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 43 17.06.2010 10:31:32 Uhr LightCycler® 1536 System Tab_Fließtext LightCycler® 480 System Mikrotiterplatten-basiertes Real-Time PCR System für den mittleren und Hochdurchsatzbereich I Genexpressionsanalysen mittels Relativer Quantifizierung I Qualitative Detektion und absolute Quantifizierung von Nukleinsäuren I Genotypisierung bekannter Mutationen (InDels, SNPs) mittels Sonden-basierter Schmelzkurvenanalyse und Endpunkt-Genotypisierung I Mono-Color und Multiplex-PCR I Gene Scanning mittels hochauflösender Schmelzkurvenanalytik zur Detektion von bekannten und unbekannten SNPs I www.lightcycler-online.com Patentierte Therma-Base-Technologie sorgt für optimale well-to-wellTemperaturhomogenität I Schnelle Heiz- und Kühlraten: Heizen: 4,8°C/s, Kühlen: 2,5°C/s I Hardware: modulares System: wahlweise 96- oder 384 well-Format I Patentierte Optik ermöglicht präzise Signaldetektion unabhängig von Probenposition, Normalisierung über Referenzfarbstoffe ist nicht notwendig I 6 Detektionskanäle für große Flexibilität bei der Wahl der Detektionsfarbstoffe I Software: bedienerfreundliche Software mit hochgenauen Auswertelogarithmen I Reagenzien: auf alle Detektionsformate optimal abgestimmte, gebrauchsfertige Mastermixe verfügbar, alle gängigen Detektionsformate einsetzbar Tischgerät: B 57.4 cm x T 58.8 cm x H 49.7 cm; Reaktionsvolumen 5 µl–20 Tischgerät: B 57.4 cm x T 58.8 cm x H 49.7 cm I Reaktionsvoluµl (384-well), 10 µl – austauschbare Thermoblöcke:100 µl (96-well) I Anre- men 0,5 µl–2 µl I Anregungsfilter (nm): 465, 533; Detektionsfilter gungsfilter (nm): 440, 465, 498, 533, 618; Detektionsfilter (nm): 488, 510, (nm): 510, 580 580, 610, 640, 660 Schnelle Heiz- und Kühlraten: Heizen: 4,8°C/s, Kühlen: 2,5°C/s Hardware: sehr schnelle PCR mit online-Detektion: 40 min im 384er Format; 60 min im 96 er Format I Sehr einfach und schnell austauschbare Thermo blöcke für 96- Well oder 384-Mikrotiterplatten I präzise Signaldetektion unabhängig von Probenposition durch patentierte Optik I 6 Detektionskanäle für große Flexibilität bei der Wahl der Detektionsfarbstoffe I Software: bedienerfreundliche Software mit hochgenauen Auswertealgorithmen I High Resolution Melting (HRM)-Farbstoff in Kombination mit der LightCycler® 480 Gene Scanning-Software ideal geeignet zur Detektion von bekannten und unbekannten SNPs I Reagenzien RealTime ready: Gebrauchsfertige, funktionsgetestete qPCR-TaqMan® Assays entweder vorpipettiert auf LightCycler® 480 MWP oder als Einzelassays für jede derzeit verfügbare RT-PCR-Plattform – nur noch Mastermix und cDNA zugeben – fertig! www.realtimeready. roche.com I Mit der Universal ProbeLibrary kann ein komplettes Transkriptom einer selektierten Spezies mit 90 vorvalidierten Detektionsproben abgedeckt werden. Weitere Spezies können mit einem Erweiterungsset abgedeckt werden. Ein kompletter qPCR Assay kann innerhalb von 24 Stunden etabliert werden. www.universalprobelibrary.com I große Flexibilität bei den Detektionsformaten, wie z.B. SYBR Green I, Hybridisierungs- und Hydrolysesonden I Sonstiges: Alle Maßnahmen zur Qualitätssicherung (IQ,OQ,PQ) verfügbar I Bar Code Reader I Kompatibel mit Laborautomation (LIMS) Produktname Einsatzgebiet Beschreibung des Produktes 44 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 44 Technische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras Hardware: sehr schnelle PCR mit online-Detektion: 1.536 Datenpunkte in weniger als 50 min I Hervorragende Temperaturhomogenität durch spezielle Techniken der Blocks und Platten I präzise Signaldetektion unabhängig von Probenposition durch patentierte Optik I Miniaturisierung des Setup I Einbindung in Workflow vorbereitet – z.B. Pipettierautomat, Heat Sealer I Software: bedienerfreundliche Software mit hochgenauen Auswertealgorithmen I Einbindung in Workflow vorbereitet – Datenimport und -export leicht möglich I Reagenzien: Speziell entwickelt für die Anforderungen von Hochdurchsatzexperimenten I Einfach skalierbar auf kleine Probenvolumina I Pipettierfehler-Kontrollkonzept I Sonstiges: Hoher Durchsatz I Mindestens Halbierung der Kosten pro Ansatz durch kleine Probenvolumina I Zuverlässige Daten I Passend zu vorhandenen Workflows und zu Pipettierautomaten Schnelle Heiz- und Kühlraten: Heizen: 4,8°C/s, Kühlen: 2,5°C/s Patentierte Therma-Base Technologie sorgt für optimale wellto-well Temperaturhomogenität I Schnelle Heiz- und Kühlraten: Heizen: 4,8°C/s, Kühlen: 2,5°C/s I Patentierte Optik ermöglicht präzise Signaldetektion unabhängig von Probenposition, Normalisierung über Referenzfarbstoffe ist nicht notwendig I Software: bedienerfreundliche Software für Hochdurchsatzanwendungen mit speziellen Kontroll- und Filterfunktionen I Reagenzien: Speziell für Hochdurchsatz, kleine Probenvolumina und automatisierten Workflow entwickelte Reagenzien mit Pipettierfehlerdetektion Marktübersicht: Thema sehr schnelle PCR mit online-Detektion : 20 min -32 Kapillaren I 6 Detektionskanäle für große Flexibilität bei der Wahl der Detektionsfarbstoff I große Flexibilität bei den Detektionsformaten, wie z.B. SYBR Green I, Hybridisierungs- und Hydrolysesonden I Probenvolumen wahlweise 20µl oder 100µl I Software I bedienerfreundliche Software mit hochgenauen Auswertealgorithmen I Reagenzien: umfangreiches funktionsgetestetes Reagenzienangebot für RT-PCR und PCR I Mit der Universal ProbeLibrary kann ein komplettes Transkriptom einer selektierten Spezies mit 90 vorvalidierten Detektionsproben abgedeckt werden. Weitere Spezies können mit einem Erweiterungsset abgedeckt werden. Ein kompetter qPCR Assay kann innerhalb von 24 Stunden etabliert werden. www.universalprobelibrary.com optimale Temperaturhomogenität in Heizkammer durch Verwendung von Glaskapillaren und Luft als Medium zum Heizen und Kühlen I Temperaturbereich: 40 – 98°C (± 0,4°C) I extrem günstiges Oberflächen-Volumen Verhältnis für schnelle Heiz- und Kühlzeiten: 20°C/s Platzsparendes Tischgerät: 45 cm x 30 cm x 40 cm I Probenkarussel für 32 Kapillaren I Anregung: 470 nm; Detektion: 530 nm, 555 nm, 610 nm, 640 nm, 670 nm, 710 nm Sehr schnelle PCR in 20 min, bei systembedingt perfekter Temperaturhomogenität und online-Detektion. Kapillar-basiertes Real-Time PCR-System für in vitro-Diagnostik I qualitative u. quantitative Detektion von Nukleinsäuren, Genotypisierung. Dank der großen Flexibilität bei den Detektionsformaten, wie z.Bsp. SYBR Green I, Hybridisierungs- und Hydrolysesonden kann jede gängige Applikation durchgeführt werden I www. lightcycler-online.com LightCycler® 2.0 System Roche Diagnostics GmbH Sandhofer Straße 116 68305 Mannheim, Fachliche Information Tel.: +49-(0)621-759-8568 [email protected] www.roche-applied-science.com BU Mikrotiterplatten-basiertes Real-Time PCR-System für den Hochdurchsatzbereich I Genexpressionsanalysen I Genotypisierung Roche Diagnostics GmbH Sandhofer Straße 116 68305 Mannheim, Fachliche Information Tel.: +49-(0)621-759-8568 [email protected] www.roche-applied-science.com Tab_Firmenanschrift Roche Diagnostics GmbH Sandhofer Straße 116 68305 Mannheim, Fachliche Information Tel.: +49-(0)621-759-8568 [email protected] www.roche-applied-science.com Tab_Kategorie Firma/Kontakt Marktübersicht Thema Real-time PCR LABORWELT 17.06.2010 10:31:42 Uhr LABORWELT 36_39-45_LW4_10_Marktuebersicht.indd 45 JumpStart® Taq qPCR Readymixes SYBR Green I Probe based I RT-qPCR (SYBR / Probe based) Alle qPCR-Readymixes beinhalten eine Antikörper-inhibierte Hotstart (JumpStart®) Taq-Polymerase Standard Kits I FAST- Kits I Capillary Kits k. A. Reference Dye im Mastermix oder als separates Vial Produktname Einsatzgebiet Beschreibung des Produktes Technische Daten Heiz-/Külraten Besonderheiten/ Extras Preis Sigma-Aldrich Chemie GmbH Eschenstraße 5 D-82024 Taufkirchen Dr. Markus Veit [email protected] Firma/Kontakt List price from 399.10 EUR/100 reactions (50µl each) Ideal for gene expression studies, microarrays results confirmation or any RNA detection, TaKaRa’s new One Step SYBR® RT-PCR Kit is compatible with most Real-Time PCR instruments. It allow accurate, specific and sensitive detection and quantification of RNA. Gene expression study can be performed from picograms of total RNA over 6 log of magnitude. k. A. This kit uses PrimeScript™ RTase, which has excellent extendibility and can efficiently synthesize cDNA in short time period, and TaKaRa Ex Taq™ HS, high efficiency hot start PCR enzyme, both optimized for one step RT-PCR. Combining the TaKaRa Bio RT-PCR technology with these enzymes allow this kit to have a more efficient gain of RT-PCR product. In addition the optimized buffer system enhances specificity at RT and PCR levels to avoid mis-priming and primer-dimer amplification and ensure accurate quantification. TaKaRa’s comprehensive kit is designed for Real-Time One Step RT-PCR including SYBR® Green I. RT-PCR can be performed all in a single tube and a single step, therefore the operation is simple and the risk of contamination minimized. Amplified products are monitored in real time PCR instruments and quantification of starting RNA is allowed. This kit is suitable for detection of tiny amount of RNA like RNA virus I Enzyme mix – including PrimeScript™ RTase, RNase Inhibitor, TaKaRa Ex Taq™ HS polymerase – makes the procedure even simpler and convenient for High Throughput. Gene expression studies in a single step One Step SYBR® PrimeScript™ RT-PCR Kit II (Perfect Real Time) Takara Bio Europe 2 av. Pdt Kennedy F-78100 Saint-Germain-en-Laye, France Tel: +33-(0)1-390468-80 Fax: +33 (0)1-390468-70 www.takara-bio.eu [email protected] Dr. François-Xavier Sicot please visit www.thermoscientific.com/nanodrop or call +1 302-479-7707. The NanoDrop 2000c utilizes a patented sample retention system which measures microvolume samples directly on a pedestal. The NanoDrop 2000c cuvette capability expands the types of samples that can be analyzed on one platform. In addition to microvolume pedestal measurements, labs can run kinetics (time and temperature studies) and analyze cell cultures (OD 600) and volatile samples with the NanoDrop 2000c. With both pedestal and cuvette capability, the NanoDrop 2000c provides the broadest concentration range ever offered by a spectrophotometer – from sensitivity as low as conventional spectrophotometers to greater than 15,000 ng/uL for dsDNA (with no dilutions). not applicable Technical and performance data attached. Thermo Scientific NanoDrop 2000c is a dual sample mode full-spectrum UV-Vis spectrophotometer that integrates patented microvolume pedestal technology with built-in cuvette capability. The NanoDrop 2000c is the only micro-volume spectrophotometer that integrates a patented sample retention technology for measuring samples as small as 0.5 µL, along with a built-in cuvette capability. DNA, RNA and Protein quantitation, qPCR, Microarray, Sequencing, Genotyping, HLA Typing and Molecular Diagnostics Thermo Scientific NanoDrop 2000c Thermo Fisher Scientific 3411 Silverside Road Bancroft Building Wilmington, DE 19810 Liz Guiney Marktübersicht Real-time PCR 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 45 17.06.2010 10:31:47 Uhr Service Stellenmarkt Akademischer Stellenmarkt Veröffentlichen Sie Ihre Stellenanzeigen zielgruppengerecht in unserem akademischen Stellenmarkt (auch online), der allen nicht-kommerziellen Instituten für ihre Stellenausschreibungen kostenlos zur Verfügung steht. Bitte senden Sie dazu Ihre Anzeige (Ausschreibungstext als Word-Datei, Logo – jpg oder tiff, 300 dpi Auflösung) an [email protected]. Annahmeschluss für die nächste Laborwelt-Ausgabe „Molekulare Diagnostik“ (Erscheinungstermin 04.10.2010) ist der 22. September 2010. Im Rahmen einer vom Land NRW finanzierten Nachwuchsgruppe mit dem Thema „Magnetische Nanopartikel (MNPs) - Endothelzellersatz in geschädigten Gefäßen“ ist am Institut für Physiologie I des Universitätsklinikums Bonn zum Juli/August 2010 folgende Stelle zu vergeben: medizinisch/biologisch technische/r Assistent/-in (TVL E8) befristet für 3+2 Jahre (nach Zwischenbegutachtung) Das Projekt befasst sich mit Endothelzellen (Zelllinien, aus Stammzellen abgeleitet), die zum Zellersatz des geschädigten Endothels in Krankheitsmodellen (z. B. Atherosklerose) der Maus zum Einsatz kommen. Mit Hilfe magnetischer Nanopartikel (Hofmann A et al. PNAS 2009; 106:44-49) und speziell angefertigter Magnete sollen in enger Zusammenarbeit mit der DFG-Forschergruppe FOR 917 „Nanoparticle-based targeting of gene- and cell-based therapies“ native sowie gentechnisch veränderte Endothelzellen zielgenau ex vivo und in vivo positioniert werden. Dabei werden zellbiologische, molekularbiologische und mikrochirurgische Techniken verwendet. Der/die MTA/BTA sollte Erfahrung mit molekularen und/oder tierexperimentellen /chirurgischen Arbeitsmethoden haben. Das Institut für Physiologie I ist im Life&Brain Center der Universität Bonn angesiedelt, hervorragend ausgestattet und befindet sich in einem exzellenten wissenschaftlichen Umfeld, sehr gute Betreuung ist gesichert. Die Hochschule ist bestrebt, den Anteil an Frauen im wissenschaftlichen Dienst zu erhöhen und begrüßt deshalb besonders die Bewerbung von Frauen. Schwerbehinderte Bewerber/-innen werden bei entsprechender Eignung bevorzugt berücksichtigt. Bewerbungen mit aussagekräftigen Unterlagen sind zeitnah per e-mail zu senden an: Dr. med. Daniela Wenzel Institut f. Physiologie I Universitätsklinikum Bonn E-Mail: [email protected] www.uni-bonn.de 46 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 46-49_LW4_10_Stellenmarkt.indd 46 In einem gemeinschaftlichen Projekt „Proteom-Analysen bei Patienten mit myofibrillären Myopathien (MFM) zur Identifikation neuer Kandidaten-Gene“ der Abt. Funktionelle Proteomik der Ruhr-Universität Bochum und der Neurologischen Universitätsklinik der Berufsgenossenschaftlichen Kliniken Bergmannsheil Bochum ist ab sofort eine Diplom- oder Masterarbeit zu vergeben. Die Myofibrillären Myopathien (MFM) sind eine klinisch und genetisch heterogene Gruppe von degenerativen Muskelerkrankungen mit einem gemeinsamen morphologischen Phänotyp. Sie sind charakterisiert durch eine fokale Auflösung von Myofibrillen sowie durch abnorme intrazelluläre Proteinakkumulationen in Muskelfasern. Durch Einsatz der Lasermikrodissektion in Kombination mit massenspektrometrischen Methoden soll die Zusammensetzung von bei der Erkrankung typischerweise auftretenden Proteinaggregaten aufgeklärt und so neue Erkenntnisse hinsichtlich der Pathogenese der MFM erhalten werden. Das MPC ist eines der weltweit führenden Institute im Bereich der Proteinanalytik. Der wissenschaftliche Focus der Abt. Funktionelle Proteomik des MPC liegt auf der detaillierten biochemischen Analyse von Proteinen in biologischen Systemen mittels moderner Methoden der Proteomforschung (Massenspektrometrie in Kombination mit multidimensionalen Trennmethoden) sowie Zell-basierter und molekularbiologischer Methoden. Wir freuen uns über die Bewerbung von Studierenden der Fächer Biologie, Biochemie, Biotechnologie oder einer verwandten Studienrichtung mit großem Interesse an der medizinischen Forschung sowie hochaktuellen bioanalytischen Methoden. Englischkenntnisse in Wort und Schrift sowie eigenständiges, sorgfältiges Arbeiten werden vorausgesetzt. Geboten wird: eine qualifizierte Einarbeitung in die Thematik, individuelle Betreuung, Arbeit in einem jungen und engagierten Forschungsteam. Wir wollen an der Ruhr-Universität Bochum besonders die Karrieren von Frauen fördern und freuen uns daher sehr über Bewerberinnen. Auch die Bewerbungen geeigneter schwerbehinderter und gleichgestellter Bewerber und Bewerberinnen sind herzlich willkommen. Interessierte Kandidaten bewerben sich bitte per email mit den entsprechenden Unterlagen bei: Prof. Dr. Katrin Marcus [email protected] Abt. Funktionelle Proteomik Medizinisches Proteom-Center Ruhr-Universität BochumTel. & Fax: Tel.: +49-(0)234-32-28444 Fax: +49-(0)234-32-14496 LABORWELT 17.06.2010 10:32:15 Uhr Service Stellenmarkt Stellenausschreibung für eine/n. r Stellenausschreibung für eine/n le Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in Wissenschaftliche/r (promoviert) ab Mitarbeiter/in (promoviert) Bereich: Lebensmittel-/Enzym-/Biotechnologie Zum nächstmöglichen Zeitpunkt suchen wir eine/n: .G Bereich:Biotechnologie Lebensmittel-/Enzym-/Biotechnologie Am Lehrstuhl (150 b), Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie der Universität Hohenheim wird zum nächstmöglichen Zeitpunkt ein/e promovierte/r Am Lehrstuhl Biotechnologie (150 b), Institut für Lebensmittelwissenschaft wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in gesucht. Die Stelle ist zuund Biotechnologie Universität Hohenheim wird zum nächstmöglichen nächst für zwei der Jahre befristet, die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39,5 Stunden und wird nach TV-L E13Mitarbeiter/in vergütet. Der BeZeitpunkt eine/n promovierte/r wissenschaftliche/r gesucht. schäftigungsort ist für derzwei Lehrstuhl Biotechnologie der UniversiDie Stelle ist zunächst Jahre befristet, die wöchentliche Arbeitszeit tät Hohenheim, Garbenstraße 25, 70599 Stuttgart. Die TrOn gGmbH ist ein Institut für grundlagenorientierte Forschung auf dem Gebiet der Onkologie und Immunologie mit Sitz in Mainz. df Labor Manager/in in biologischen Laboratorien ck -p beträgt 39,5 Stunden und wird nach TV-L E13 vergütet. Der Beschäftigungsort Über uns ist der Lehrstuhl Biotechnologie der Universität Hohenheim, Garbenstraße 25, Wir sind ein motiviertes, interdisziplinär zusammengesetztes 70599 Stuttgart. Team, dass mit viel Enthusiasmus und Ehrgeiz die vielseitigen Ke in D ru Aufgaben Über uns in Forschung und Lehre im Bereich LebensmittelEnzym-Biotechnologie (Schwerpunkt Lebensmittelindustrie) Wir ein motiviertes, interdisziplinär zusammengesetztes Team, dass mit an sind unserer Universität Hohenheim erfüllt. Seit November 2008 viel Enthusiasmus und Ehrgeiz die vielseitigen Aufgaben in ForschungGeund können wir unsere Tätigkeiten in einem neu errichteten bäude sehr guten baulichen und apparativen RahmenbeLehre imunter Bereich Lebensmittel-Enzym-Biotechnologie (Schwerpunkt Lebensdingungen ausüben. Weitere Informationen die Univermittelindustrie) an unserer Universität Hohenheim erfüllt.über Seit November 2008 sität bzw. das Fachgebiet Biotechnologie finden Sie unter können wir unsere Tätigkeiten in einem neu errichteten Gebäude unter sehr www.uni-hohenheim.de. guten baulichen und apparativen Rahmenbedingungen ausüben. Weitere Aufgabenbereich der Stelle Informationen über die Universität bzw. das Fachgebiet Biotechnologie finden - Übernahme von Betreuungs- und Korrekturaufgaben bei Sie unter www.uni-hohenheim.de. der theoretischen und praktischen Ausbildung von Studierenden in den Bachelor- und Masterstudiengängen (BSc Aufgabenbereich der Stelle Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, MSc Enzym–Ü bernahme von Betreuungs- und Korrekturaufgaben bei der theoretischen Biotechnologie) praktischen Ausbildung von Studierenden in den Bachelor- und Mas- und Eigene Forschungsaktivitäten - terstudiengängen Übernahme von (BScLehraufgaben Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, MSc - Enzym-Biotechnologie) Mitbetreuung von bestehenden Forschungsprojekten - Mitarbeit bei der Erstellung neuer Forschungsanträge – E igene Forschungsaktivitäten Profil von Lehraufgaben –Ihr Ü bernahme - Abgeschlossenes Studium der Biotechnologie oder Biolo–M gie itbetreuung von bestehenden Forschungsprojekten oder Chemie oder Bioverfahrenstechnik oder Lebens–M mitteltechnologie itarbeit bei der Erstellung Forschungsanträge mit neuer Bezug zu Lebensmitteln - Interessenschwerpunkt Enzyme/Proteine Ihr - Profil Sehr gute theoretische und praktische Kenntnisse im Be– Abgeschlossenes Studium der Biotechnologie oder Biologie Chemie reich der Molekularbiologie, Proteinbiochemie undoder Kultivierung von Mikroorganismen oder Bioverfahrenstechnik oder Lebensmitteltechnologie mit Bezug zu - Lebensmitteln Ausgeprägte Team- und Kommunikationsfähigkeiten, Kritikfähigkeit –- Interessenschwerpunkt Enzyme/Proteine Sorgfältige und effiziente Arbeitsweise –- Sehr gute theoretische und praktische Kenntnisse Bereich der MolekularFreude an der selbständigen Planung im und Durchführung von Experimenten fürund dieKultivierung Forschung und Lehre biologie, Proteinbiochemie von Mikroorganismen Zuverlässigkeit undKommunikationsfähigkeiten, Belastbarkeit –- Ausgeprägte Team- und Kritikfähigkeit - Flexibilität – S orgfältige und effiziente Arbeitsweise gleicher werden Schwerbehinderte ein–Bei F reude an derEignung selbständigen Planung und Durchführung bevorzugt von Experimenten gestellt. Frauen werden ausdrücklich zur Bewerbung aufgeforfür die Forschung und Lehre dert. Vollzeitstellen sind grundsätzlich teilbar, soweit zwingen–deZ uverlässigkeit und Belastbarkeit dienstliche Belange nicht entgegen stehen. – F lexibilität Die aussagekräftigen Bewerbungen inkl. Kopien eigener Pu- blikationen sind an Prof. Schwerbehinderte Dr. Lutz Fischerbevorzugt (Tel: 0711-459-23018, Bei gleicher Eignung werden eingestellt. [email protected]), Universität Hohenheim, Lehren werden ausdrücklich zur Bewerbung aufgefordert. Vollzeitstellen sind stuhl Biotechnologie, Institut für Lebensmittelwissenschaft und grundsätzlich teilbar, soweit zwingende dienstliche Belange nicht entgegen Biotechnologie, Garbenstr. 25, 70599 Stuttgart zu richten. stehen. www.uni-hohenheim.de Die aussagekräftigen Bewerbungen inkl. Kopien eigener Publikationen sind an Prof. Dr. Lutz Fischer (Tel: 0711-459-23018, lutz.fischer@uni-hohenheim. de) · Universität Hohenheim · Lehrstuhl Biotechnologie · Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie ·Garbenstr. 25 · 70599 Stuttgart zu richten. www.uni-hohenheim.de LABORWELT 46-49_LW4_10_Stellenmarkt.indd 47 Bereich: Lebensmittel-/Enzym-/Biotechnologie Ihre Aufgaben: – U msetzung der Sicherheits-, Gefahrstoff- und Entsorgungsvorschriften in biologischen Laboratorien in Zusammenarbeit mit dem sicherheitstechnischen Dienst der Universitätsmedizin Mainz – O rganisation und Aufrechterhaltung der hierfür benötigten Infrastruktur – L abor- und Geräte-Manager Außerdem gehören zum Tätigkeitsbereich: – – – – – eiterentwickeln und Begleitung von Arbeitsschutzmaßnahmen W F ühren der Korrespondenz mit den zuständigen Behörden Koordination der Neuanschaffungen von Laborgeräten D urchführen kleinerer Reparaturen O rganisation der regelmäßigen Wartungen der Laborgeräte Unsere Anforderungen: – K enntnisse in Arbeitssicherheit – Erfahrung im Umgang mit Geräten in biologischen Laboratorien (beispielsweise mit PCR-Maschinen, Durchflusszytometer, Zentrifugen, Autoklaven). – Nachweis der Sachkunde durch mind. dreijährige Tätigkeit auf dem Gebiet der Gentechnik im Bereich der Mikrobiologie, Zellbiologie, Virologie, Molekularbiologie oder Bioverfahrenstechnik Ihr Profil: – Eigenständigkeit, Verantwortungsbewusstsein und hohe Leistungsbereitschaft – Lernbereitschaft und ein gutes Auffassungsvermögen – S oziale Kompetenz, Interaktions- und Teamfähigkeit sowie pro-aktive, strukturierte Arbeitsweise Der Stelleninhaber ist eingebunden in ein interaktives Team. Geboten wird eine interessante und anspruchsvolle Tätigkeit. Wir bieten die Qualifizierung zum Projektleiter/BBS nach GenTSV. Die Stelle ist vorerst befristet auf 2 Jahre. Ihre Bewerbung übersenden Sie bitte per E-Mail an: [email protected] 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 47 17.06.2010 10:32:20 Uhr Service Stellenmarkt PhD position in Immunobiology PhD student position in immunology at the Division of Rheumatology of the Ludwig-Maximilians University of Munich available (head: Prof. Dr. H. SchulzeKoops). Applications are invited from highly motivated and outstanding students with a Master degree (or equivalent) in molecular biology, biochemistry or immunology to study Th17 cells in autoimmune disease. Our recent studies have identified Th17 cells as a major player in human autoimmune arthritis. Using various approaches, the PhD project will investigate the molecular and immunological mechanisms underlying the unrestricted Th17 cell response observed in autoimmune inflammation. Requierements: Das Institut für Veterinär-Biochemie am Fachbereich Veterinärmedizin an der Freien Universität Berlin sucht: Wiss. Mitarbeiterin/ Wiss. Mitarbeiter BAT IIa Arbeitszeit: 100% Befristet: 01.08.2010 – 28.02.2012 (Projektlaufzeit) Aufgabengebiet: Mitarbeit im ProFIT-Verbundprojekt „Nachweis von Tumorviren“. Einstellungsvoraussetzungen: Approbation als Tierarzt oder abgeschlossenes Hochschulstudium der Naturwissenschaften (Biochemie oder Biologie oder Chemie (Diplom/ Master)); Promotion • g raduation at a Master level (or equivalent) by the time of application with an above-average university degree (B+ or better; 2+ or better) Erwünschte Qualifikationen: Fundierte Kenntnisse in Virologie, Zellkultur und in molekularbiologischen Techniken (RT-PCR, Real-Time PCR, DNA/RNA-Extraktion). • s trong interest in immunology/ autoimmunity, and enthusiastic about research lab work Bewerbungen sind mit aussagekräftigen Unterlagen bis zum 02.07.2010 unter Angabe der Kennziffer 0408116102 zu richten an Prof. Dr. Dr. Ralf Einspanier · Freie Universität Berlin · Fachbereich Veterinärmedizin · Institut für Veterinär-Biochemie · Oertzenweg 19 b · 14163 Berlin. • e xperience in cell culture and molecular biological techniques is advantageous • able to work both independently and co-operatively within a team • qualified to communicate and perform research in English Vorstellungskosten können von der Freien Universität Berlin leider nicht übernommen werden. Bewerbungsunterlagen werden nicht zurückgesandt. Bitte reichen Sie Ihre Unterlagen nur in Kopie ein. You will: • join a young and international research team with vast expertise in the field of T cell biology in a recently constructed, modern state-of-the-art scientific lab (head: Dr. A. Skapenko) • learn how to understand, think and conduct top science, and how to master the most advanced techniques in molecular and cell biology • p resent your data at international meetings and author exciting research papers • b enefit from a highly structured training program that involves weekly seminars, lectures given by internationally recognized speakers, hands-on methods courses, research retreats as well as mediation of soft skills The project is funded by the „FöFoLe“ program at the University of Munich and is closely related to projects within the graduate program „Oligonucleotides” and the center grant „Autoimmunity“ (SFB571). The salary will be according to standard public service salary (1/2 TV-L E13). How to apply: • b y e-mail: enclose in a single PDF file: CV, school transcript and university diploma, brief summary of research experience, and contact information of two referees • to Dr. Jan Leipe, [email protected], Rheumaeinheit, Med. Poliklinik, Pettenkoferstraße 8a, 80336 München, Germany Only those candidates considered suitable for the above post will be notified via e-mail and will be invited for an interview. The application deadline is 1st July 2010, and we will interview immediately afterwards for the studentship which will be assigned as soon as possible. 48 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 46-49_LW4_10_Stellenmarkt.indd 48 Friedrich Loeffler Institute of Medical Microbiology We are seeking a talented and motivated postdoctoral researcher who can work independently. The appointee will establish a new molecular diagnostic setup to conduct research projects in the field of clinical microbiology. Moreover, there is a chance to perform basic research in the field of infection biology (host-pathogen-interaction). Projects will be conducted in close collaboration with the Department of Functional Genomics providing excellent technological facilities. The University and Hanseatic City of Greifswald is located near the bay of Greifswald, which is part of the Baltic Sea between the islands of Rügen and Usedom and offers great recreational possibilities. Please direct applications (cover letter, CV, publication list) and at least two letters of reference to Prof. Dr. Ivo Steinmetz Friedrich Loeffler Institute of Medical Microbiology University of Greifswald Martin-Luther-Str. 6 17489 Greifswald Germany [email protected] Closing date: 15 July 2010 LABORWELT 18.06.2010 12:02:31 Uhr Service Stellenmarkt Als europaweit führendes Forschungszentrum mit der Ausrichtung „Environmental Health“ (Verknüpfung von Biomedizin und Umweltforschung) analysieren die Forscherinnen und Forscher des Helmholtz Zentrums München grundlegende Prozesse der Krankheitsentstehung, der Schädigung sowie der Abwehr- und Kompensationsfähigkeit des Organismus. Wir sind eine Forschungseinrichtung des Bundes und des Freistaats Bayern mit Sitz in Neuherberg, im Norden Münchens, und sind Mitglied der HelmholtzGemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V., der größten öffentlichen Forschungsorganisation Deutschlands. Das Helmholtz Zentrum München als Träger des Bayerischen Frauenförderpreises sowie des Total E-Quality-Zertifikates strebt eine Erhöhung des Frauenanteils an und fordert deshalb qualifizierte Interessentinnen auf, sich zu bewerben. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt. Für das Comprehensive Pneumology Center (CPC) suchen wir für den Standort Großhadern in München zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine/n Wissenschaftliche/n Mitarbeiter/in Lungenforschung (32/2010) Ihre Aufgaben The International Giessen Graduate School for the Life Sciences (GGL) of the five Faculties above and the Ph.D. Programme of the Faculties of Medicine and Veterinary Medicine invite applicants for the Doctoral Programmes in Life Sciences. The Doctoral Programmes consist of a three-year interdisciplinary graduate course curriculum combined with an experimental project leading to a dissertation. Each doctoral researcher will be supervised by two professors from different faculties and will benefit from our Doctoral Researcher Development Programme. Seminars and courses are conducted in English; German language courses are offered for international students. Depending on the project selected and own qualifications students may receive a scholarship and may be eligible to register for one of the doctoral degrees offered at the Justus Liebig University Giessen (Ph. D., Dr. med., Dr. med. dent., Dr. biol. hom., Dr. med. vet., Dr. bio. anim., Dr. phil., Dr. rer. nat., Dr. agr. and Dr. oec. troph.). Applicants can choose from eight interdisciplinary research sections: Nutrition and Metabolism; Infection and Immunity; Heart, Lung and Blood Vessels; Protein and Nucleic Acid Interactions; Neurosciences; Reproduction in Man and Animals; Stress Resistance and Adaptation; Molecular Interactions at Natural Interfaces. A Master´s degree or equivalent is required for admission. Prospective research projects and names of supervisors as well as other information necessary for application can be found online at – Aufbau einer international konkurrenzfähigen Forschungsgruppe „Live-cell imaging in 3-D tissue culture systems“ http://www.uni-giessen.de/ggl/application – Untersuchung der grundlegenden Mechanismen von chronischen Lungenkrankheiten und Entwicklung neuer Ansätze für ihre Diagnose und Therapie mit dem Schwerpunkt auf die Vergleichsanalysen von Versuchstiermodellen und Patientenproben Please submit your application using our online system before July 15, 2010. Please direct any enquiries concerning the online application procedure or the International Giessen Graduate School for the Life Sciences to office@ggl. uni-giessen.de and concerning the PhD Programme to [email protected]. uni-giessen.de. Ihre Qualifikationen – exzellente wissenschaftliche Erfahrungen und Leistungen – erwiesene Fachkenntnisse in molekular- und zellbiologischen Methoden und in der Auswertung von Gewebeproben und/oder Erfahrung mit Tiermodellen – MD, MD/PhD mit sehr guter Erfahrung in experimenteller und translationaler Forschung – originell, motiviert und teamorientiert Unser Angebot – Tätigkeit in einem innovativen, zukunftsorientierten Unternehmen – umfangreiches Fortbildungsangebot – zunächst für zwei Jahre befristetes Arbeitsverhältnis und eine Vergütung nach TvöD Bitte senden Sie Ihre Bewerbung bevorzugt per E-Mail an: Cornelia Teucher E-Mail: [email protected] Telefon: +49-(0)89-3187-4660 Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) Comprehensive Pneumologie Center Max-Lebsche-Platz 30-32 81377 München LABORWELT 46-49_LW4_10_Stellenmarkt.indd 49 FROM MOLECULES TO SYSTEMS GRADUATE SCHOOL LIFE SCIENCE MUNICH The Graduate School Life Science Munich (LSM) of the Ludwig-MaximiliansUniversity Munich offers an international PhD program in life sciencescovering areas of anthropology, biochemistry, cell biology, ecology, evolution, genetics, microbiology, plant sciences, systematics and zoology. The program will be complemented by lectures, seminars and workshops, and provides scientific training in one of Germany´s top universities. Applicants will be selected based on academic qualification, research experience and motivation. The LSM also accepts outstanding students with a Bachelor´s degree, which will be enrolled in a preparatory program (covered by a 12 months scholarship). If you are interested, please visit our website http://www.lsm.bio.lmu.de for further information about the school. You will find detailed information about requirements for application here: http://www.lsm.bio.lmu.de/application/ index.html. Our online application window will be opened from July, 1 to August 15, 2010. 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 49 18.06.2010 12:03:27 Uhr Service Verbände Seite bitte abtrennen – per Fax an 030-264921-11 Kontakt zu Verbänden Die Mitglieder der nachfolgenden Fachgesellschaften erhalten LABORWELT regelmäßig mit freundlicher Empfehlung ihrer Organisationen. Wer sich darüber hinaus für eine Mitarbeit oder einen Beitritt interessiert, erreicht die Fachgesellschaften unter den folgenden Kontaktdaten: und Laboratoriumsmedizin e.V. (DGKL) Proteomforschung Fax E-Mail Gesellschaft für Genetik AFT FÜ H GENE Deutsche Gesellschaft für Tel. R Geschäftsstelle der DGKL Im Mühlenbach 52 b 53127 Bonn Tel.: +49-(0)-228-92-68-9522 Fax: +49-(0)-228-92-68-9527 [email protected] www.dgkl.de Firma ELLSC S Dt. Ver. Gesell. f. Klinische Chemie Name GE Verband (siehe unten, bitte ankreuzen) Bitte kontaktieren Sie mich K TI Ich interessiere mich für den Beitritt Unterstützung für Jungwissenschaftler Interessenvertretung eine Spende Fachgruppen im Bereich Gesellschaft für Signaltransduktion c/o Prof. Dr. Ralf Hass Med. Hochschule Hannover AG Biochemie u. Tumorbiol. 30625 Hannover Tel.: +49-(0)-511-532-6070 Fax: +49-(0)-511-532-6071 www.sigtrans.de c/o MPI für Biochemie Am Klopferspitz 18a 82152 Martinsried Tel.: +49-(0)-89-1897-9007 Fax: +49-(0)-89-1897-9009 [email protected] www.dgpf.org BIO Deutschland Gesellschaft für Pharmakologie und Toxikologie Geschäftsstelle der DGPT Achenbachstraße 43 40237 Düsseldorf Tel.: +49-(0)-211-600-692-77 Fax: +49-(0)-211-600-692-78 [email protected] www.dgpt-online.de Tegeler Weg 33/ berlinbiotechpark 10589 Berlin Tel.: +49-(0)-30-3450593-30 Fax: +49-(0)-30-3450593-59 [email protected] www.biodeutschland.org Deutsche Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM) Nationales Genomforschungsnetz c/o DKFZ Im Neuenheimer Feld 580 69120 Heidelberg Tel.: +49-(0)-6221-424-743 Fax: +49-(0)-6221-423-454 [email protected] www.ngfn.de c/o Institut für Hygiene und Med. Mikrobiologie Carl-Neuberg-Straße 1 30625 Hannover Tel.: +49-(0)-511-532-4655 Fax: +49-(0)-511-532-4355 www.dghm.org bts (Biotechnologische Studenten initiative e.V.) c/o BIOCOM Stralsunder Straße 58–59 13355 Berlin Tel.: +49-(0)-2649-21-21 Fax: +49-(0)-2649-21-11 www.bts-ev.de 50 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 50_LW4_10_VERBAENDE.indd 50 c/o HZM – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit/Inst. of Developmental Genetics Tel.: +49-(0)-89-3187-2610 Fax: +49-(0)-89-4620 www.gfgenetik.de Deutsche Gesellschaft für Neurogenetik Institut für Humangenetik Calwer Straße 7 72076 Tübingen Tel.: +49-(0)-7071-2977692 Fax: +49-(0)-7071-295171 peter.bauer@ med.uni-tuebingen.de www.hih-tuebingen.de/dgng/ Netzwerk Nutrigenomik Netzwerk Nutrigenomik Arthur-Scheunert-Allee 114 14558 Nuthetal Tel.: +49-(0)-33200-88-301 Fax: +49-(0)-33200-88-541 [email protected] www.nutrigenomik.de RNA-Netzwerk c/o Prof. Dr. Volker A. Erdmann Freie Universität Berlin Thielallee 63, 14195 Berlin Tel.: +49-(0)-30-8385 6002 Fax: +49-(0)-30-8385 6413 [email protected] www.rna-network.com FA Life Science Research im VDGH Verband der Diagnostica-Industrie e.V. Neustädtische Kirchstr. 8 10117 Berlin Tel.: +49-(0)-30-200-599-40 Fax: +49-(0)-30-200-599-49 [email protected] www.vdgh.de Österreichische Reinraumgesellschaft (ÖRRG) ÖRRG Neudorf 41 A-8262 Ilz Tel.: +43-(0)-3385-8117 Fax: +43-(0)-3385-8117 [email protected] www.oerrg.at Österreichische Ges. f. Laboratoriums- medizin & Klinische Chemie ÖGLMKC Geschäftsstelle Infomedica-KEG, Xenius Behal Tullnertalgasse 72 A-1230 Wien Tel./Fax: +43-(0)-1889-6238 [email protected] www.oeglmkc.at LABORWELT 18.06.2010 11:36:46 Uhr Service Produktwelt Millipore Sartorius Millipores Biomarker-Testkits weisen Frühzeichen arzneimittelinduzierter Nierentoxizität nach Millipore hat die ersten kommerziell erhältlichen Multiplex-Kits zur Erforschung der Arzneimitteltoxizität beim Menschen auf den Markt gebracht. Die MILLIPLEX® MultiAnalyte Profile (MAP)-Assaykits weisen die Nierentoxizität (Nephrotoxizität) nach – , eine der Hauptursachen für das Scheitern von Arzneimittelkandidaten in der Entwicklungsphase. Bisherige traditionelle Tests, wie etwa auf Serumkreatinin und Blutharnstoff (BUN), können Nierenschäden erst in fortgeschrittenen Stadien nachweisen, nachdem bereits eine signifikante Schädigung stattgefunden hat. Ferner müssen sie oftmals mit einer histopathologischen Untersuchung kombiniert werden, um den Ort der Nierenschädigung zu bestätigen. Millipores neue MILLIPLEX MAP-Kits ermöglichen das Screening auf Biomarker, die eine beginnende Toxizitätsschädigung der Niere anzeigen könnten und die jeweils mit einer bestimmten Lokalisation in der Niere assoziiert sind, die auf die Art der stattfindenden Schädigung schließen lässt. Die Kits enthalten Biomarker, die von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA) anerkannt wurden, zusätzliche Informationen zu den derzeit verfügbaren Standards zu liefern. Die Multianalyten-Kits sind zum Testen von Serum oder Urin mit der bewährten Luminex® xMAP®-Technologie erhältlich. Diese Kits sind im Magnetbeadformat und im traditionellen Polystyrolbeadformat erhältlich und können mit allen Luminex-Plattformen verwendet werden. Neu: der Sartocon® ECO Ultrafilter Sartorius Stedim Biotech hat sein UltrafilterSortiment um die Sartocon® ECO UltrafilterSerie für die Aufreinigung von Biopharmazeutika erweitert. Die neuen Ultrafilter basieren auf der Hydrosart® Ultrafilter-Technologie, die chemisch vernetzte Membranen auf Basis hydrophiler regenerierter Cellulose verwendet. Hydrosart®-Membranen ermöglichen besonders hohe Ausbeuten, denn sie verringern die Proteinbindung an die Membran und damit die Gefahr einer Membranverstopfung. Sartocon® ECO ist durch seine hohe Stabilität unter stark alkalischen Bedingungen und in weiten Temperaturbereichen leicht zu reinigen sowie in mehreren Reinigungszyk- Virginie Isner Millipore S.A.S. 39, route industrielle de la Hardt - Bldg E 67120 Molsheim Tel.: +33-(0)3-9046-9986 [email protected] www.millipore.com Roche Neuer GS Junior öffnet Next-GenerationSequencing für kleine und mittlere Labors Roche Diagnostics hat Ende Mai eine neue Next Generation-Sequenzierungsplattform speziell für die Tausende kleiner und mittelgroßer Laboratorien auf den Markt gebracht, für die die Kosten und benötigte Bioinformatik-Infrastruktur großer Sequenzer bislang limitierend waren. Das von Roches US-Tochterunternehmen 454 Life Sciences (Branford) entwickelte GS Junior System vereint DNA-Sequenzierung und Bioinformatik in einem kompakten Gerät, das nicht größer ist als ein Desktop-Laserdrucker und nur ein Viertel eines großen Sequenzierungssystems kostet. Das System eignet sich für die gezielte Sequenzierung genomischer Regionen, die de novo-Sequenzierung kompletter mikrobieller Genome sowie für Metagenom-Analysen und den Nachweis neuartiger Pathogene. Im Vergleich zu den derzeitigen Standards bietet die Technologie signifikante Vorteile in vielen Bereichen der medizinischen Forschung, so etwa bei der Gewebetypisierung vor einer Transplantation oder zum Nachweis einer HIV-Medikamentenresistenz. LABORWELT 51-52_LW4_10_Pis.indd 51 Das GS Junior System sequenziert gut 35 Millionen DNA-Basen in einem 10-stündigen Lauf, bei einer durchschnittlichen Leselänge von 400 Basenpaaren. Das System enthält eine leistungsstarke Software zur Datenanalyse. Der GS Junior bietet damit eine Lösung für Wissenschaftler, die weniger Erfahrung mit der Sequenzierung und Bioinformatik haben. Das Softwarepaket umfasst Tools für die denovo-Assemblierung und zum Mapping von Genomen und Transkriptomen, ferner für die Amplicon-Variantenanalyse zum Nachweis seltener Varianten in gezielten Sequenzierungsuntersuchungen. Nähere Informationen zum GS Junior System stehen unter www.gsjunior.com abrufbereit. Roche Diagnostics GmbH Roche Applied Science 82377 Penzberg Tel.: +49-(0)8856-604830 Fax: +49-(0)8856-607881 [email protected] www.roche.com len einsetzbar, wodurch die Betriebskosten sinken. Des Weiteren sorgen Sartocon® ECOFilter für eine konstante Prozess-Performance. Prozessparameter in bestehenden CrossflowSystemen können beibehalten werden. „Bei Hochleistungs-Ultrafiltern gibt es wenige, aber sehr klare Anforderungen: hohe Ausbeute, geringste Adsorption, vollständige Reinigung und kompatible Nutzung in bestehenden Crossflow-Systemen. Mit der Sartocon® ECO Ultrafilter-Serie stellen wir Herstellungsleitern und Prozessentwicklern ein Produkt zur Verfügung, das diese Anforderungen optimal erfüllt,“ so Frank Meyerolt manns, Leiter des Produktmanagements Crossflow bei Sartorius Stedim Biotech. Sartocon® ECO Ultrafilter sind in den Formaten Slice, Sartocon® und Sartocube® für bevorzugte Trenngrenzen von 10kD, 30kD und 100kD im Kassetten-Design erhältlich. Sartorius AG Weender Landstraße 94-108 37075 Göttingen Tel.: +49-(0)551-308-3324 Fax: +49-(0)551-308-3572 [email protected] www.sartorius.com www.sartorius-stedim.com 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 51 17.06.2010 10:35:27 Uhr Service Produktwelt BRAND Active Motif Zuverlässige Ein- und Mehrkanalpipetten Innovative Forschungswerkzeuge zur Analyse der DNA-Methylierung Die Einkanalpipetten Transferpette® S und die neuen Mehrkanalpipetten, Transferpette® S -8/-12, vereinen sämtliche Eigenschaften, die bei anspruchsvollen Anwendungen im Labor gefragt sind. Die manuellen Pipetten sind durch Einsatz innovativer Werkstoffe leicht, hochpräzise, robust und zuverlässig. Die dank Easy Calibration-Technik werkzeugfrei justierbaren Einkanalgeräte Transferpette® S sind in den Volumenbereichen von 0,1 µl bis 10 ml (Digital-Modelle) oder von 10 µl bis 1000 µl (Fixvolumen-Modelle) erhältlich. Die Mehrkanalgeräte Transferpette® S -8 und Transferpette® S -12 Pipetten sind in je fünf verschiedenen Ausführungen lieferbar und Active Motif, Spezialist für die Entwicklung innovativer Kits und Assays für die Analyse der DNA-Methylierung, hat neue Produkte vorgestellt. Die neuesten Angebote umfassen Kits zur Anreicherung methylierter DNA, zur Gesamtgenom-Amplifizierung, Assays zur Analyse der DNA-Methyltransferase (DNMT)-Aktivität sowie den ersten kommerziell erhältlichen Antikörper gegen 5-Hydroxymethyl-Cytosin, einer neuen Form der DNA-Methylierung, die einen möglichen Demethylierungsmechanismus darstellt. Der DNA-Methylierungsstatus kann mit zwei neuen Anreicherungs-Kits untersucht werden. Das MethylCollector™ Ultra Kit verwendet den MBD2b/MBD3L1-Proteinkomplex, der hochspezifisch Methylgruppen bindet und zu einer verbesserten Anreicherung methylierter DNA verglichen mit antikörperbasierten (MeDIP) Methoden beiträgt. Im Gegensatz dazu können zur Analyse von hypomethylierten Promotoren unmethylierte CpG-Dinukleotide mittels des UnMethylCollector™ Kits angereichert werden. Beide Kits verwenden Magnetpartikel zur Aufreinigung der DNA, welche in Sequenzierungen oder Echtzeit-PCR verwendet werden können. Wissenschaftler, die sich mit der Untersuchung von Krebs oder anderen Krankheiten beschäftigen, die mit fehlerhafter Methylierung von Promotoren zusammenhängen, können die Aktivität/Inhibierung von DNMTs mit Hilfe eines neuen, nicht-radioaktiven Assays analysieren. Hierbei werden die Bindungspräferenzen des MBD-Proteins für methylierte DNA ausgenutzt um DNMT1, DNMT3a und DNMT3b-Aktivität auf Substraten in Nanogramm -Mengen zu detektieren. Wissenschaftlern, die Microarray-Analysen durchführen, erlaubt Active Motifs GenoMatrix™ Whole Genome Amplification Kit eine bis zu 500-fache Amplifikation von weniger als 15 ng genomischer DNA, unter Beibehaltung der Sequenzrepräsentation. Weitere Informationen gibt es im Internet unter www.activemotif. com/dnamt. Active Motif Europe Avenue Franklin Roosevelt 104 1330 Rixensart, Belgien Tel.: +32-(0)2-6560459 Fax: +32-(0)2-6530050 [email protected] www.activemotif.com Porvair decken dabei den Volumenbereich von 0,5 µl bis 300 µl ab. Die autoklavierbaren Pipetten können ohne Umgreifen sowohl von Rechtsals auch Linkshändern mit einer Hand bedient werden, verfügen über eine zentrale Pipettiertaste und separate Abwerferfunktion sowie korrosionsbeständige Kolben und Abwerfer. Die Brand-Pipetten sind mit einer gut lesbaren, v ierstelligen Volumenanzeige und einem Volumenverstellschutz ausgestattet. Die Mehrkanalgeräte sind dank auswechselbarer Einzelschäfte und (gratis mitgelieferten) Schaftdichtungen besonders wartungsarm. Die Pipetten verfügen darüber hinaus über einen universellen Spitzenaufnahmekonus für alle gängigen Pipettenspitzen und einen ColorCode zur einfachen Auswahl der passenden Pipettenspitzen. Die Pipetten sind für die in vitro-Diagostik CE-zertifiziert. BRAND GmbH & Co. KG Postfach/P.O. Box 1155 97861 Wertheim Tel.: +49-(0)9342-808-0 Fax.: +49-(0)-9342-808-236 [email protected] www.brand.de 52 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 51-52_LW4_10_Pis.indd 52 Sterile Polypropylen-Platten mit flachen Vertiefungen Porvair Sciences Ltd. hat eine neue sterile flache 96-Well-Polypropylenplatte vorgestellt, die ein Arbeitsvolumen von nur 150 µl pro Vertiefung hat und damit Kosten für Reagenzien spart. Der runde Boden der Vertiefungen bietet zudem optimale Bedingungen zum Mischen. Die unter Reinraumbedingungen hergestellten und daher verunreinigungs -freien Polypropylen-Platten werden in einer sterilen Verpackung zu 100 Stück angeboten und eignen sich für die Bakterien- oder Pilzkultivierung. Geeignete sterile Deckel werden in Großpackungen angeboten, so dass die sterilen Platten nicht mehr einzeln in einem Sicherheitsschrank ausgepackt werden müssen. Povairs flache Polypropylen-Platten bieten eine hohe Qualität bei einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis und sind nach den geltenden ANSI/SBS-Abmessungen gefertigt, Die 96-Well-Platten sind deshalb größenkompatibel mit allen Lesegeräten, Washern und Automaten. Porvair Sciences Ltd. verfügt über umfangreiche Expertise auf dem Gebiet der Mikrotestplattentechnologie und -fertigung für die Arbeitsbereiche Life Sciences, Arznei- mittelforschung, kombinatorische Chemie, Festphasenextraktion, Proteinreinigung, Hochdurchsatz-Screening, Proteomik und Genomforschung. Porvair Sciences Ltd. ist ein 100%-iges Tochterunternehmen von Porvair plc. Porvair Science Ltd. Unit 6, Shepperton Business Park Govett Avenue Shepperton, Middlesex, TW17 8BA, UK Tel.: +44-(0)1372-824290 [email protected] www.porvair-sciences.com LABORWELT 18.06.2010 11:37:38 Uhr Service Kalender Juni 2010 - Oktober 2010 Veranstaltungskalender 15.-18.7.10 REMEDIS 2010, Iasi (RO) Info: Luminita Simion, University of Medicine and Pharmacy, Iasi (E-Mail: [email protected], Web: www.remedis.info) 26.6.1-1.7.10 35th FEBS Congress Molecules of Life, Göteborg (SE) Info: (Web: www.febs2010.org) 29.-30.6.10 Biozid-Produkte – 10. Internationale Fresenius-Konferenz , Düsseldorf Info: Monika Stratmann, Die Akademie Fresenius GmbH (E-Mail: m.stratmann@akademie-fresenius. de, Web: www.akademie-fresenius.de/1950) 29.06.10 Statusseminar des Projektes „Das Taschentuchlabor – Impulszentrum für integrierte Bioanalyse“, Potsdam Info: Stephanie Schwarz, Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik (E-Mail: [email protected], Web: www.biotop.de/events) 30. Juni – 1. Juli 2010, Nürnberg Medtech Pharma 2010 Innovationen der Gesundheitsbranche an der Schnittstelle von Medizintechnik und pharmazeutischer Arzneimittelentwicklung stehen Ende Juni im Fokus der KongressMesse „MedTech Pharma 2010 - Medizin Innovativ“. Beleuchtet wird neben der medizintechnischen bildgebenden, auch die personalisierte biomarkergestützte Diagnostik sowie neue Therapien etc. Info: www.medtech-pharma.de/deutsch/ kongress-2010/kongress-2010.aspx 30.6.1-2.7.10 Einstufen und Kennzeichnen von Stoffen und Zubereitungen, Cuxhaven Info: Haus der Technik, Essen (Web: www.hdt-essen.de) 30.6.1-1.7.10 MedTech Pharma 2010, Nürnberg Info: Dr. Ilja Hagen, Forum MedTech Pharma (E-Mail: [email protected], Web: www.medtech-pharma.de) LABORWELT 53_LW4_10_Termine.indd 53 Foto: Sebastian Bolesch 8. Juli 2010, Berlin Strategieprozess Biotech Gemeinsam mit Experten aus Biotechnologie und Ingenieurwissenschaften startet das BMBF einen Strategieprozess, der darauf abzielt, die nächste Generation zellfreier biotechnologischer Produktionssysteme für die Arzneimittel- und Chemikalienherstellung zu etablieren. Info: siehe Seite 17 30.6.1-2.7.10 Symposium der Fachgruppe Lebensmittelmikrobiologie der DGHM, Lemgo Info: Hochschule OWL/FB Life Science Technologies (Web: www.hs-owl.de) 4.-11.8.10 BIOKATALYSE2021 Summer School 2010 – Proteinbasierte Biomaterialien für die industrielle Biotechnologie, Kerkrade (NL)/Aachen Info: Karin Meyer-Pannwitt, TuTech Innovation (Web: http://biokatalyse2021.de/summerschool/) 24.-27.8.10 NanoBio 2010, Zürich (CH) Info: ETH Zürich, Institut für Biomedizinische Technik (Tel.: +41-44-632-45 85, E-Mail: [email protected], Web: http://www.nanobio.ethz.ch/) 29.8.1-2.9.10 Congress on Biocatalysis, Hamburg Info: Gerlinde Loebkens, TuTech Innovation (Web: www.biocat2010.de) 4.9-7.9.10 EMBO Meeting 2010, Barcelona (ES) Info: Martin Cairns, Gesellschaft zur Förderung der Lebenswissenschaften Heidelberg mbH (Tel.: +49-6221-8891-106, Web: www.the-embo-meeting.org) 3.7-4.7.10 The International Workshop on Industrial Biotechnology, Alexandria (EG) Info: Ministry Of Higher Education And Scientific Research, Kairo (E-Mail: [email protected], Web: www.fest.sci.eg) 7.7-9.7.10 2nd WIN Symposium – Personalized Cancer Medicine, Paris Info: Michael Bia, MF Congres (E-Mail: info@ mfcongres.com, Web: www.mfcongres.com) 8.7.10 Nächste Generation biotechnologischer Verfahren – Auftaktkongress zum Strategieprozess, Berlin Info: Dr. Boris Mannhardt, BIOCOM Projektmanagement GmbH (E-Mail: [email protected], Web: www.biotechnologie2020plus.de) 11.-14.7.10 3rd international Congress on Stem Cells and Tissue Formation 2010, Dresden Info: Astrid Enke, Center for Regenerative Therapies Dresden/Interplan (E-Mail: [email protected], Web: www.stemcellcongress-dresden.org) 21. – 24. September 2010, Basel Foto: Merck-Serono Ilmac 2010 Eingebettet in die Schweizer Life Sciences Week (20.-24. September) 2010 präsentieren mehrere hundert Pharma-, Chemieund Biotech-Zulieferer an den vier Messetagen der Ilmac 2010 ein Angebotsspektrum, das von Forschung & Entwicklung bis in die Produktion und Steriltechnik reicht. Infos zu der alle drei Jahre stattfindenden wichtigsten Schweizer Branchenmesse gibt es unter www.ilmac.ch/. 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 | 53 18.06.2010 11:38:23 Uhr Ausblick Biobankgesetz: Neue Regeln für Forscher von Thomas Gabrielczyk, Redaktion LABORWELT Schon vor der Bundestagswahl waren sich alle politischen Parteien einig, dass neben dem Gendiagnostikgesetz auch in Forschungsprojekten erhobene genetische Daten vor unbefugtem Zugriff Dritter geschützt werden müssen. Der Grund: durch den Fortschritt in den Analysetechniken hat sich der Informations- und Vernetzungsgrad der Daten so erhöht, dass findige US-Bioinfomatiker aus den pseudonymisierten Daten bereits durchaus Verbindungen zu einzelnen Probanden rekonstruieren konnten. Der Deutsche Ethikrat hat daher Anfang Juni gesetzliche Regelungen empfohlen, die sowohl den Schutz der persönlichen Daten als auch eine ungehinderte Forschungsarbeit sichern sollen. Als Grund für die Empfehlung eines Biobankgesetzes nennen die Bioethikexperten das immense Anwachsen von Biobanken in Deutschland. So sollen zum Beispiel im Rahmen der Helmholtz-Kohorte Probenmaterialien und krankheitsrelevante Informationen von 200.000 freiwilligen Probanden gespeichert werden, um die Entstehung von Volkskrankheiten verfolgen zu können. Die noch zu verifizierende Annahme dahinter: Ein nach Krankheitsausbruch verändertes Biomarkermuster könnte Hinweise auf generelle Krankheitsprozesse und damit Behandlungsansätze geben, die vielen Personen mit der entsprechenden Krankheit helfen. Laut dem Ethikrat erfordert dieses Anwachsen und Vernetzen der genetischen Information in Forschungsbiobanken Anpassungen der derzeit geltenden Regelungen in einem Biobankgesetz. Forschungsverbot durch die Hintertür? Das von den Bioethikern empfohlene Gesetz soll für alle Biobanken gelten, die DNA-haltige Proben lagern, mit gesundheitsbezogenen Angaben verknüpft sind – wie etwa Krankenakten – und die in der Forschung genutzt werden. Thematisch und zeitlich begrenzte Projekte sollen dagegen nicht gesetzlich geregelt werden. Gut für die Forscher: Der Ethikrat hat erkannt, dass sich nicht vorhersagen lässt, wie die Biomateri- alien genutzt werden, da dies von der Entwicklung der technischen Möglichkeiten abhängt. Deshalb sollen die persönlichen Daten der Probenspender nicht dadurch geschützt werden, dass sie ihre Probe für zuvor festgelegte Zwecke oder Zeiträume der Wissenschaft zur Verfügung stellen, sondern durch die Pflicht der Forscher zu schweigen. Biobankgeheimnis nennt der Ethikrat das, was das Bundesinnenministerium bereits in der vorigen Legislaturperiode vehement ablehnte – ein Schelm, der Böses dabei denkt. Nur für eng definierte Forschungszwecke dürfen die Daten nach der Empfehlung des Ethikrates pseudonymisiert weitergegeben werden, alle personenbezogenen Daten unterliegen dabei der Schweigepflicht, und Maßnahmen zur Identifikation des Biomaterialspenders sollen untersagt werden. Spenderrechte sollen zudem gestärkt werden – die Spender sollen bestimmte Anwendungen vorab ausschließen dürfen. Aber auch die Forschung erhält Planungssicherheit. Nach den Vorstellungen des Ethikrates soll der Entzug der Zustimmung des Biomaterialspenders nicht zur Zerstörung, sondern nur zur Anonymisierung des Datensatzes führen. Was den Forschern derzeit noch Angst macht: Sobald Spender erneut kontaktiert werden, soll zuvor eine Ethikkommission ihr Votum dazu geben. Auch soll der Umgang mit den Proben und Daten vollständig dokumentiert werden. Im Gegenzug dafür aber gibt es laut Ethikrat „unlimitierte Forschungsfreiheit.“ Impressum LABORWELT (ISSN 1611-0854) erscheint zweimonatlich im Verlag der BIOCOM Media GmbH Stralsunder Straße 58–59 13355 Berlin, Germany Tel./Fax: 030/264921-0 / 030/264921-11 [email protected] www.biocom.de Redaktion Dipl.-Biol. Thomas Gabrielczyk Tel.: 030/264921-50 Anzeigenleitung Oliver Schnell Tel. 030/264921-45, [email protected] Leserservice Angelika Werner, Tel. 030/264921-40 Graphik-Design Michaela Reblin Druck: Druckhaus Humburg GmbH, 28325 Bremen www.laborwelt.de 54 | 11. Jahrgang | Nr. 4/2010 54_LW4_10_Ausblick.indd 54 Für einen regelmäßigen Bezug von LABORWELT ist eine kostenlose Registrierung unter www.biocom.de oder per Fax erforderlich. Namentlich gekennzeichnete Beiträge stehen in der inhaltlichen Verantwortung der Autoren. Alle Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Ohne schriftliche Genehmigung des BIOCOM Verlages darf kein Teil in irgendeiner Form reproduziert oder mit elektronischen Systemen verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. © BIOCOM Media GmbH, Berlin BIOCOM AG Inserentenverzeichnis Beckman Coulter GmbH . . . . . . . . . . . . . . BioCampus Cologne . . . . . . . . . . . . . . . . . . BIOCOM Projektmanagment GmbH . . BIO.NRW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BMBF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Brand GmbH & Co. KG . . . . . . . . . . . . . . . . DASGIP AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Deutsche Messe AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . EBD Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . High-Tech Gründerfonds . . . . . . . . . . . . . . Ilmac - MCH Messe Schweiz AG . . . . . . International Giessen Graduate School for the Life Sciences . . . . . . . . . . . LGC Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MedTech Pharma 2010 . . . . . . . . . . . . . . . . nexttec GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . New England Biolabs GmbH . . . . . . . . . . Porvair Sciences Ltd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Roche Diagnostics GmbH . . . . . . . . . . . . UBMI B.V. – CPhI worldwide . . . . . . . . . . . 11 29 34 5 17 9 27 13 25 31 23 49 15 32 7 U4 7 U2 U3 Vorschau Heft 5/2010 Thema Molekulare Diagnostik Mit der molekularen Diagnostik und Biomarkerforschung hat sich ein neuer Markt für die Anbieter von Research Tools aufgetan, der durch Förderoffensiven weiter genährt wird. Zusammen mit Autoren der Diagnostikverbände DGKL und des VDGH beleuchtet die LABORWELT-Themenausgabe „Molekulare Diagnostik“ die neuesten Entwicklungen bei diagnostischen Arrays, Sequenzierungen, Protein-, DNA-Methylierungs-, und Antikörper-Assays, aber auch den wichtigen bildgebenden Verfahren. Marktübersicht: Einmalfermenter Werbekunden bietet diese Ausgabe eine optimale Plattform für ihre Produkt-und Imageanzeigen. Reservieren Sie Ihren Werbeplatz in der LABORWELT-Themenausgabe bis spätestens zum 22. September 2010. Ergänzend zu dem Themenschwerpunkt Molekulare Diagnostik veröffentlichen wir eine Marktübersicht „Einmalfermenter“. Informationen zu Ihrer möglichen Teilnahme gibt Oliver Schnell (Tel.: +49-30-264921-45, E-Mail: [email protected]). LABORWELT 17.06.2010 10:36:43 Uhr wherepharmameets.com Shanghai Paris Mumbai Buenos Aires 5 - 7 octob VILLEPINTE // PARIS N The world’s leading pharmaceutical networking event is ready for business General Excipients Fine Chemicals Intermediates Custom Manufacturing APIs CPhI Worldwide, ICSE, P-MEC & BioPh 5-7 October 2010, Paris Nord Villepinte, France www.bioph-online.com CPhI Worldwide is the pharma event offering opportunities for manufacturers, suppliers and buyers to exchange ideas, form alliances and do business on a global scale. A new zone-based 4732 UBMi Posters P-MEC, ICSE, BioPh 2010 #2.indd 3 layout for 2010 will bring you even closer to your potential business leads. ICSE continues to be the pharma industry’s leading platform for companies providing a wide variety of outsourcing services such as clinical trials, contract research, contract packaging, logistic and analytical services. P-MEC is where technology meets ambition. It is the premier convention for connecting sellers and buyers of pharma technology. From machinery to track-and-trace technology, P-MEC has it all! BioPh is an exciting event bringing together companies and organisations dealing with new and innovative bio-solutions and treatment methods for pharma. Make sure you don’t miss this unique event. Visit the websites below, email [email protected] or call +31 204 099 544 to find out more. cphi.com | icsexpo.com | p-mec.com | bioph-online.com wherepharmameets.com 55_LW4_10_UBMI_U3.indd 1 1 UBMi Advertentie 210x297.indd 17.06.2010 10:40:42 Uhr 29-01-2010 15:27:14 in der Gewissheit des erfolGes pCR Reagenzien in jeder PCr steckt eine Vielzahl an Variablen, die den Ausgang ihres experimentes beeinflussen können. setzen sie daher bei der wahl ihrer Polymerase auf Konstanz und Zuverlässigkeit. finden sie das beste PCr-enzym für ihre Anwendung in der größten Auswahl an erstklassigen Polymerasen und arbeiten sie in der beruhigenden Gewissheit des erfolges. NEB hat die polymerase für ihre Anwendung: Der erfolg ihrer pCR ist abhängig von der polymerase • Routine pcR • lange oder schwierige templates • Hot start • High throughput • Schnelle pcR • Extraction-free pcR • High-fidelity • master mixes Die beste polymerase finden sie mit dem pCR polymerase selection tool unter www.neb-online.de Die Amplifikation eines 3.8 kb Fragments des humanen Beta-Globin Genes demonstriert eindrucksvoll die extreme Geschwindigkeit und überlegene Zuverlässigekeit der Phusion High Fidelity DNA Polymerase. Phusion is a registered trademark of Finnzymes Oy. Cloning & Mapping DNA AmplificAtioN & pcR Rna analysis new england Biolabs gmbH, frankfurt/Main deutschland pRotein expRession & analysis gene expRession & CellulaR analysis www.neb-online.de tel. 0800/246-5227 (kostenfrei in d) tel. 00800/246-52277 (kostenfrei in A) fax. +49/(0)69/305-23149 email: [email protected] NEB_PCR_21x29_D_final.indd 1 56_LW4_10_NEB_U4.indd 1 15.06.10 15:20 17.06.2010 10:47:01 Uhr