Die akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ist eine bösartige Erkrankung des Knochenmarks, bei der lymphoide Vorläuferzellen aus weitestgehend unbekannter Ursache in einem frühen Differenzierungsstadium in ihrer Ausreifung blockiert sind. In diesem Vorhaben wurden mittels neuer Sequenziertechnologien in zehn ausgewählten ALLs - fünf Proben mit einer chromosomalen Translokation t(17;19) mit einer Fusion des Hepatic leukemia factor (HLF)-Gens mit dem TCF3-Gen sowie fünf mit einer chromosomalen Translokation t(1;19), die zu einer Fusion des Pre-B cell leukemic homeobox1 (PBX1)-Gens mit dem TCF3-Gen führt - Veränderungen des Genoms, Exoms, Transkriptoms, Methyloms und miRNoms umfassend systematisch analysiert. Rekurrente detektierte Veränderungen sind in weiteren ALL-Patientenproben validiert worden. TCF3-HLF-positive ALLs zeichneten sich in diesen Analysen durch eine Häufung an strukturellen Aberrationen in Genen mit Bedeutung für die lymphoide Differenzierung und aktivierende RAS-Signalweg-Mutationen aus, die in TCF3-PBX1-positiven ALLs nahezu abwesend waren. Weiterhin zeichnete sich die TCF3-HLF-positive ALL durch eine stammzellnahe Transkriptsignatur gegenüber der TCF3-PBX1-positiven ALL aus. In beiden Gruppen konnten Aberrationen des nicht-translozierten TCF3-Allels als neues rekurrentes Merkmal der ALL im Kindesalter beschrieben werden. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass neue Sequenziertechnologien detaillierte Einblicke in das Zusammenspiel molekularer Aberration bei der ALL im Kindesalters erlauben und damit eine Grundlage für ein besseres Verständnis ihrer Pathobiologie schaffen //ABSTRACT// Acute lymphoblastic leukaemia (ALL) is a malignant disease of the bone marrow, characterised by a poorly understood early-stage differentiation block of lymphoid progenitor cells. In this project employing new sequencing technologies, ten selected ALLs - five ALLs with a chromosomal translocation t(17;19), leading to a gene fusion of hepatic leukaemia factor (HLF) with TCF3, and five with a chromosomal translocation t(1;19), leading to a gene fusion of the pre-B homeobox 1 (PBX1) gene with TCF3 gene - were analysed for changes in the genome, exome, transcriptome, methylome, and miRNom. Recurrent changes were validated in additional ALL patient samples. TCF3-HLF-positive ALLs were characterised by an accumulation of structural aberrations affecting genes with importance for lymphoid differentiation and activating RAS pathway mutations - both of which were almost absent in TCF3-PBX1-positive ALLs. Furthermore, TCF3-HLF-positive ALL was characterised by a stem cell-like transcript signature when compared to TCF3-PBX1-positive ALL. In both subgroups aberrations of the non-translocated TCF3 allele were detected as a new recurrent lesion in pediatric ALL. Overall, the results indicate that new sequencing technologies allow detailed insight into the interplay of molecular aberrations in childhood ALL and, thus, provide a basis for a better understanding of their pathobiology.
Das Projekt "Einsatz von Zellfusionen zur Beschleunigung der Zuechtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Förderung der privaten deutschen Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die chemisch oder elektrisch induzierte Fusion somatischer Zellen ist die aussichtsreichste Methode, die Genome von zwei Pflanzen ohne Reduktionsteilung und die dadurch bedingte meiotische Durchmischung zu kombinieren. Speziell fuer die quantitativ vererbten, polygen bedingten Eigenschaften Qualitaet und Resistenz bietet die Zellfusion der Pflanzenzuechtung einen schnellen Weg zum Zuchtziel. Das vorgeschlagene Verbundprojekt hat als erstes Ziel die methodische Verbesserung der Zellfusion hoeherer Pflanzen, um einerseits die Effizienz der Fusion zu steigern und um andererseits erfolgreich erstellte somatische Hybride besser zu erkennen. Die Einzelprojekte arbeiten nicht an Modellpflanzen, sondern an den drei Leitpflanzen: Kartoffel, Raps und Lupine, d.h. an einer Staerke-, einer Oel- und einer Eiweisspflanze. Hinzu kommt die Arbeit an der Erbse. Je nach methodischen Fortschritten bei der Entwicklung der Hybridisierungssysteme sind zunehmend .....
Das Projekt "Entwicklung von Werkzeugen zur Diagnose und Therapie durch das Gentechnikverfahren 'Electric Field Pulse Techniques'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Biozentrum, Lehrstuhl für Biotechnologie durchgeführt. The ability to change the properties of cells by genetic engineering has led to the development of highly sensitive tools to detect genetic disorders on the cellular and membrane level. The conventional fusion and gene transfer techniques which largely use chemicals or inactivated virus are not always very efficient and are founded partially on an empirical basis. The development of electrical field pulse methods for in vitro cell fusion and for DNA transfer across biological membranes by the Institute of Biotechnology at the University Wuerzburg may well represent an interesting alternative to the conventional methods since they allow the processes of fusion and gene transfer to be monitored by optical means and to be controlled by precise techniques based on physical principles. The technique can be used in the detection and identification of chromosomal aberrations induced by mutagenic and clastogenic agents or by irradiation. Techniques such as electrostimulation and electro-rotation which were recently developed for growth stimulation of cultured cells and for recognition of membrane and cellular properties may offer a promising way to solve theses problems and requirements. Both the latter techniques are closely linked from an apparative and theoretical standpoint to electrofusion and electrotransfection. The electric field techniques are therefore expected, to allow the health care of the Egyptian people to be improved at relatively low cost. Cooperation between the Institute of Biotechnology, Wuerzburg and the Human Genetics Department of the University of Alexandria has been involved in public health services for a long time.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Etablierung der in vitro-Kultivierung unter sterilen Bedingungen und Produktivitätssteigerung durch Smart Sphagnum Breeding" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Biologie II durchgeführt. Die Verwendung von fossilem Torf für Substrate im Erwerbsgartenbau trägt substantiell zur Klimaerwärmung bei (CO2-Emission), führt zu Verlusten an Biodiversität und anderen Moor-Ökosystemdienstleistungen sowie an landwirtschaftlich nutzbarer Fläche. Torfmoos-Biomasse ist die meistversprechende Alternative. Sie kann mit vielfältigen Benefits nachhaltig auf wiedervernässtem, degradiertem Hochmoor kultiviert werden. Diese Paludikultur reduziert CO2-Emissionen, erhält landwirtschaftliche Flächen, erhöht Biodiversität, erhält Arbeitsplätze im ländlichen Raum und stärkt die regionale und nationale Wirtschaft. Die Ziele von 'MOOSzucht' sind Produktivitätssteigerung auf züchterischer Basis, um Torfmoos rentabel anzubauen, und die massenhafte Vermehrung von Torfmoos als Saatgut für die Umsetzung von Torfmooskultivierung im industriellen Maßstab. Das Teilvorhaben ALU zielt darauf, hochproduktive Torfmoose in axenische In vitro Kultur zu bringen (Kultur unter sterilen Bedingungen), um sie durch Polyploidisierung züchterisch bearbeiten zu können (Smart Sphagnum Breeding) und um mit individuell optimierten Wachstumsmedien einen Produktionsprozess in Rührkessel-Photobioreaktoren zu etablieren. Im TV-ALU werden die produktivsten Torfmoose in axenische In vitro-Kultur gebracht, indem Zellen mit Stammzellcharakter durch Oberflächensterilisierung dekontaminiert werden. Nach Regeneration der Torfmoose werden die Kultivare züchterisch bearbeitet, indem durch Protoplastenisolierung und -fusion in der Produktivität gesteigerte polyploide Kultivare erzeugt werden. Für die Massenvermehrung im Photobioreaktor werden geeignete Kulturparameter (Medienzusammensetzung, pH, Temperatur, Licht) entwickelt und die Produktion in 5l-Rührkessel-Photobioreaktoren etabliert. Die Kulturparameter werden in enger Zusammenarbeit mit den Partnern im TV-KIT entwickelt und alle Ergebnisse für die Massenvermehrung im Trickle bed-Reaktor zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "Photosynthetisch aktive Zellkulturen - Teilvorhaben: Molekularbiologie der Chloroplastendifferenzierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Botanik durchgeführt. Belichtung von suspensionskultivierten Pflanzenzellen induziert die Bildung von Chloroplasten (=Ergruendung), welche als Organellen der Photosynthese fungieren. Demgemaess erfolgt eine Umstellung des Stoffwechsels dieser Zellen von Heterotrophie zu Photomixotrophie bzw Photoautotrophie. An der lichtinduzierten Chloroplastendifferenzierung wirken zahlreiche Gene des Zellkerns und der Plastiden mit. Die Photokontrolle ihrer koordinierten Expression auf verschiedenen zellulaeren Ebenen soll mit Hilfe molekularbiologischer und zellbiologischer Techniken aufgeklaert werden. Die Kenntnis dieser Mechanismen bildet eine wesentliche Voraussetzung fuer die Anwendung gentechnologischer Verfahren im Hinblick auf eine biotechnologische Nutzung solcher Zellen. Unterschiede zu nicht-ergruenden Zell-Linien sollten deutlich werden. Weiterhin ist die Optimierung gruener Zell-Linien fuer anwendungsorientierte Zwecke mit den Techniken der Zellfusion, Transformation und Mutagenese vorgesehen.
Das Projekt "Entwicklung resistenter Kartoffelgenotypen, Teilprojekt 3: Integration von zusaetzlichen Resistenz- und Qualitaetseigenschaften (Genen) in durch Zellfusion gewonnene neue Kartoffelsorten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PLANTA Angewandte Pflanzengenetik und Biotechnologie GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Hochleistungslaser - mikroskopische Systeme fuer Molekular- und Zellbiologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Bau von Prototypen fuer UV-Lasermikrostrahl und optischer Pinzette. Ausarbeitung der bereits erprobten Labortechniken Laser Mikrodissektion und Mikroklonierung sowie laserinduzierte Zellfusion so, dass Dritte diese Techniken anwenden koennen.
Das Projekt "Elektrofusion pflanzlicher Zellen unterschiedlicher Herkunft und Dichte unter microG-Bedingungen und Charakterisierung der Hybride" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Fakultät für Biologie, Botanisches Institut durchgeführt. Die elektrische Fusion pflanzlicher Zellen unterschiedlicher Dichte (Beispiele: Vacuolisierte und vacuolen-freie Protoplasten; Protoplasten aus meristematischem und ausdifferenziertem Gewebe) eroeffnet neue Moeglichkeiten fuer die Gewinnung somatischer Hybride, sowohl unter dem Aspekt der Pflanzenzuechtung wie auch dem der gezielten Sekundaerstoff-Produktion durch Zellkulturen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte der zu fusionierenden Zellen und der, der Elektrofusion zugrundeliegenden physikalischen Gegebenheiten sind unter 1 G jedoch nur geringe Ausbeuten an vitalen Hybriden zu erhalten. Unser Ziel ist daher eine unter MyG, gegenueber 1 G-Bedingungen, vielfach erhoehte Ausbeute an Hybriden von Protoplasten unterschiedlicher spezifischer Dichte und deren breit angelegte biochemische wie strukturelle Charakterisierung. Dadurch koennen auch MyG-Einfluesse auf die Zelldifferenzierung erfasst werden. Als Versuchsmaterial vorgesehen sind wirtschaftlich interessante, bzw zuechterisch gut charakterisierte Pflanzenspecies (Digitalis, Tabak, Nutzgraeser). Ein erster Vorversuch mit Texus 17 laesst eindeutig die Vorteile einer Fusion unter MyG erkennen.
Das Projekt "Zellhybridisierung unter Schwerelosigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Biozentrum, Lehrstuhl für Biotechnologie durchgeführt. Zell-Hybridisierung stellt einen effizienten Weg dar, lebens- und teilungsfaehige Zellstaemme mit neuen, biotechnologisch und medizinisch interessanten Eigenschaften im Laboratorium herzustellen. Voraussetzung fuer die Etablierung von Zellhybridstaemmen ist eine hohe Fusionsausbeute. Die elektrisch induzierte Fusion stellt zur Zeit das leistungsfaehigste, terrestrische Verfahren dar, vor allem wenn die Produktion von antikoerper-sezernierenden Hybridomzellen und Hefehybriden betrachtet wird. Aufgrund des heutigen Wissenstandes kann erwartet werden, dass unter Bedingungen der Schwerelosigkeit die Hybridausbeuten um etwa 1000 fach gesteigert werden koennen, da Sedimentation und Konvektionskraefte eliminiert sind. Eine derartige Erhoehung in der Ausbeute, die aus verschiedensten Gruenden unter G-Bedingungen nicht moeglich ist, wuerde den Weg fuer die Immortalisierung vieler tierischer und pflanzlicher Zellen ermoeglichen, deren Fusion wegen zu geringer Zellzahl heute nicht moeglich ist.
Das Projekt "Verwertung von Hemizelluloseabfaellen aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion mit Hilfe xylanabbauender und xylosevergaerender Hefen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Botanisches Institut und Botanischer Garten durchgeführt. Isolierung neuer natuerlicher hemizelluloseabbauender Pilze. Genetische Konstruktion von Hybridstaemmen aus vorhandenen, technologisch bewaehrten Hefestaemmen und den Naturisolaten durch Gentransfer mittels Chromosomenfusion. Untersuchungen des aeroben Stoffwechsels xylosevergaerender Hefestaemme nach gezielter Mutagenese der mitochondrialen DNS. Untersuchungen des Stofftransports durch die Plasmamembran mit dem Ziel, das moegliche Phaenomen der Glucoserepression auszuschalten und die Osmo- bzw. Ethanoltoleranz zu erhoehen. Entwicklung dereprimierter Hefestaemme hinsichtlich einer moeglichen Glucoserepression der Xyloseverwertung in ausgewaehlten Hybridstaemmen. Konstruktion von Hybridstaemmen zwischen xylosevergaerenden und osmo- bzw. ethanoltoleranten Staemmen. Erreichen notwendiger Stabilitaet der konstruierten Staemme (Hybride) fuer industrielle Nutzung in Grossraumfermentoren.
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