11.Tag: Exkursion zum Krebsforschungsinstitut der Medizinischen...
22:18 / 29.07.2009
Salut!
Punkt 8 Uhr stand ich heute schon am Krebsforschungsinstitut der Medizinischen Universität Innsbruck (TKFI), obwohl unsere Exkursion erst um 9 anfing. Dieses Institut befindet sich gleich im Erdgeschoss des Forschungszentrums Universitätskliniken Innsbruck. Dort wurden wir freundlich von einem Mitarbeiter (Bioinformatiker) des Institutes, der uns durch diese beeindruckende Forschungseinrichtung führte, empfangen. Er erklärte uns, dass sie sich mit Leukämie ( = "Blutkrebs") bei Kindern beschäftigen (Akute lymphatische Leukämie - All). Das Ziel ist die molekulare Wirkungsweise von Glucocorticoide ( = Hormone, die zu den Corticosteroiden gehören und z.B. den Metabolismus (Stoffwechsel) oder das Nervensystem beeinflussen können) auf Tumorzellen und den Resistenzmechanismus ( = Unverträglichkeitsmechanismus) gegenüber Glucocorticoide zu verstehen, um in Folge neue Therapieansätze zu entwickeln. Das Problem ist nämlich, wei auch in anderen Bereichen der Medizin, dass eine Therapie bei manchen Patienten erfolglos bleiben kann, weil ihr Körper resistent gegenüber manchen Stoffen (Medikamente) reagiert. Dabei ist noch zu erwähnen, dass man Glucocorticoide auch als Medikamente einnehmen kann. In dieser Arbeitsgruppe, in der der oben erwähnte Mitarbeiter mitarbeiten, versucht man nun diese Resistenz gegen Glucocorticoide zu erforschen. Diese Gruppe von Substanzen, kann die Apoptose (programmierter Zelltod von Zellen) von Leukämiezellen auslösen, indem sie beeinflussen kann, welche Gene in der Zelle aktiv sind ( - Genregulation). Die Genregulation ist heue eine sehr entscheidentes und sehr interessantes Gebiet in der Biologie, weil praktisch alle Prozesse, wie z.B. Stoffwechsel, Apoptose, und Zellteilung durch die Aktivierung und Deaktivierung von verschiedenen Genen (=Genregulation) gesteuert werden.
Bevor die Wissenschaftler aber heraufinden konnten, welche durc h die Glucocorticoide regulierenden Gene , den programmierten Zelltod auslösen, mussten sie zuerst alle Gene identifizieren, die durch diese Substanzen aktiviert oder deaktiviert werden. Für diese Forschungsaufgabe nahmen die Wissenschaftle Microarrys zur Hand.
Dabei machen sie folgendes:
Auf einem Microarray befindet sich eine Glasscheibe („Gen-Chip"), ungefähr von der Größe eines Daumennagels, auf der die Wissenschaftler zuerst Kopien eines bestimmten DNA – Abschnittes (Gen) des zu untersuchenden Organismus als einsträngige DNA angeordnet haben (engl. array = Anordnung). Diese DNA – Abschnitte werden später als „Andockstelle“ für die cRNA – Moleküle dienen. Danach isolierten die Wissenschaftler aus ganz bestimmten Zellen des zu untersuchenden Organismus mRNA – Moleküle (Boten-RNA = massengerRNA). Aufgrund der Boten - RNA lassen sich die DNA-Teilstücke (DNA – Sequenzen) rekonstruieren, die die von der Boten – RNA abgelesene Information von den Genen enthalten, welche dann mit einem fluoreszierenden (leuchtenden) Farbstoff markiert werden. Diese rekonstruierte DNA - Teilstücke werden cDNA genannt. Diese gaben die Wissenschaftler ebenfalls auf die Glassscheibe hinauf. Dieser Farbstoff ist notwendig, um später erkennen zu können, wo die Glucocorticoide angedockt haben und welche Gene exprimiert werden. Dieses Gemisch wird dann noch ordentlich durchgemischt, damit sich die cDNA und die DNA – Abschnitte sich an ihren komplementären Abschnitt auf dem Microarray miteinander verbinden (hybridisieren). Wegen der Eigenschaft der komplementären Basenpaarung, können sich die DNA – Abschnitte mit den cDNA miteinander verbinden
Mit einem Scanner wird dann die Intensität der leuchtenden Proben gemessen. Am Schluss kann der Bioinformatiker auf einem Bild auf dem Computer durch die verschiedene Idensität, Position und Farbe der einzelnen Punkte (Spot) auf dem Bild verschiedene Muster für die Genaktivität erkennen ( Farbskala zwischen dunkelgrau und weiß).
Nach der Exkursion fuhren wir wieder an die UMIT, um unsere Abschlusspräsentation und unser Wiki fertig zu machen.
Hier habt ihr noch den Link des Krebsforschungsinstituts der Medizinischen Universität Innsbruck (TKFI):
http://www.tkfi.at/
Arbeitsablauf bei einem DNA - Microarray
Um etwa die Genexpression von zwei Proben vergleichen zu können, wird, wie oben beschrieben, die Position, Intensität und Farbe von jedem Punkt auf dem DNA - Chip gemessen.
blauer Punkte: Das betreffende Gen in der Probe A wird stärker exprimiert als in der Probe B.
gelber Punkte: Das betreffende Gen in der Probe B wird stärker exprimiert als in der Probe A.
grüne Punkte: Gleichstarke Expression des betreffenden Gens in beiden Proben.
Beispiel für ein DNA - Microarray.
Bild, welches der Bioinformatiker am Schluss auf dem Computer sieht.
lg,
Martin
Punkt 8 Uhr stand ich heute schon am Krebsforschungsinstitut der Medizinischen Universität Innsbruck (TKFI), obwohl unsere Exkursion erst um 9 anfing. Dieses Institut befindet sich gleich im Erdgeschoss des Forschungszentrums Universitätskliniken Innsbruck. Dort wurden wir freundlich von einem Mitarbeiter (Bioinformatiker) des Institutes, der uns durch diese beeindruckende Forschungseinrichtung führte, empfangen. Er erklärte uns, dass sie sich mit Leukämie ( = "Blutkrebs") bei Kindern beschäftigen (Akute lymphatische Leukämie - All). Das Ziel ist die molekulare Wirkungsweise von Glucocorticoide ( = Hormone, die zu den Corticosteroiden gehören und z.B. den Metabolismus (Stoffwechsel) oder das Nervensystem beeinflussen können) auf Tumorzellen und den Resistenzmechanismus ( = Unverträglichkeitsmechanismus) gegenüber Glucocorticoide zu verstehen, um in Folge neue Therapieansätze zu entwickeln. Das Problem ist nämlich, wei auch in anderen Bereichen der Medizin, dass eine Therapie bei manchen Patienten erfolglos bleiben kann, weil ihr Körper resistent gegenüber manchen Stoffen (Medikamente) reagiert. Dabei ist noch zu erwähnen, dass man Glucocorticoide auch als Medikamente einnehmen kann. In dieser Arbeitsgruppe, in der der oben erwähnte Mitarbeiter mitarbeiten, versucht man nun diese Resistenz gegen Glucocorticoide zu erforschen. Diese Gruppe von Substanzen, kann die Apoptose (programmierter Zelltod von Zellen) von Leukämiezellen auslösen, indem sie beeinflussen kann, welche Gene in der Zelle aktiv sind ( - Genregulation). Die Genregulation ist heue eine sehr entscheidentes und sehr interessantes Gebiet in der Biologie, weil praktisch alle Prozesse, wie z.B. Stoffwechsel, Apoptose, und Zellteilung durch die Aktivierung und Deaktivierung von verschiedenen Genen (=Genregulation) gesteuert werden.
Bevor die Wissenschaftler aber heraufinden konnten, welche durc h die Glucocorticoide regulierenden Gene , den programmierten Zelltod auslösen, mussten sie zuerst alle Gene identifizieren, die durch diese Substanzen aktiviert oder deaktiviert werden. Für diese Forschungsaufgabe nahmen die Wissenschaftle Microarrys zur Hand.
Dabei machen sie folgendes:
Auf einem Microarray befindet sich eine Glasscheibe („Gen-Chip"), ungefähr von der Größe eines Daumennagels, auf der die Wissenschaftler zuerst Kopien eines bestimmten DNA – Abschnittes (Gen) des zu untersuchenden Organismus als einsträngige DNA angeordnet haben (engl. array = Anordnung). Diese DNA – Abschnitte werden später als „Andockstelle“ für die cRNA – Moleküle dienen. Danach isolierten die Wissenschaftler aus ganz bestimmten Zellen des zu untersuchenden Organismus mRNA – Moleküle (Boten-RNA = massengerRNA). Aufgrund der Boten - RNA lassen sich die DNA-Teilstücke (DNA – Sequenzen) rekonstruieren, die die von der Boten – RNA abgelesene Information von den Genen enthalten, welche dann mit einem fluoreszierenden (leuchtenden) Farbstoff markiert werden. Diese rekonstruierte DNA - Teilstücke werden cDNA genannt. Diese gaben die Wissenschaftler ebenfalls auf die Glassscheibe hinauf. Dieser Farbstoff ist notwendig, um später erkennen zu können, wo die Glucocorticoide angedockt haben und welche Gene exprimiert werden. Dieses Gemisch wird dann noch ordentlich durchgemischt, damit sich die cDNA und die DNA – Abschnitte sich an ihren komplementären Abschnitt auf dem Microarray miteinander verbinden (hybridisieren). Wegen der Eigenschaft der komplementären Basenpaarung, können sich die DNA – Abschnitte mit den cDNA miteinander verbinden
Mit einem Scanner wird dann die Intensität der leuchtenden Proben gemessen. Am Schluss kann der Bioinformatiker auf einem Bild auf dem Computer durch die verschiedene Idensität, Position und Farbe der einzelnen Punkte (Spot) auf dem Bild verschiedene Muster für die Genaktivität erkennen ( Farbskala zwischen dunkelgrau und weiß).
Nach der Exkursion fuhren wir wieder an die UMIT, um unsere Abschlusspräsentation und unser Wiki fertig zu machen.
Hier habt ihr noch den Link des Krebsforschungsinstituts der Medizinischen Universität Innsbruck (TKFI):
http://www.tkfi.at/
Arbeitsablauf bei einem DNA - Microarray
Um etwa die Genexpression von zwei Proben vergleichen zu können, wird, wie oben beschrieben, die Position, Intensität und Farbe von jedem Punkt auf dem DNA - Chip gemessen.
blauer Punkte: Das betreffende Gen in der Probe A wird stärker exprimiert als in der Probe B.
gelber Punkte: Das betreffende Gen in der Probe B wird stärker exprimiert als in der Probe A.
grüne Punkte: Gleichstarke Expression des betreffenden Gens in beiden Proben.
Beispiel für ein DNA - Microarray.
Bild, welches der Bioinformatiker am Schluss auf dem Computer sieht.
lg,
Martin
