Modul A

Entwicklungsbiologie, Pathologie, Humangenetik, Rekonstruktive Neurobiologie

(WS 09/10)

Allgemeines

Wie die Liste der beteiligten Institute erkennen lässt, bietet Modul A ein sehr breit gefächertes Praktikumsangebot. Von den Verantwortlichen wird das Modul folgendermaßen beschrieben: „Das Praktikum steht unter dem Thema ‚from Bench to Bedside’; wir möchten mit dem Kurs einen Bogen spannen, der von Grundlagen-orientierten Experimenten bis hin zu angewandten molekulargenetischen Diagnose- und Therapieansätzen geht und die enge Verzahnung von ‚basic-research’ mit ‚biomedical-science’ aufzeigt.“ Im Grunde eine sehr passende Beschreibung, wobei sich „bedside“ eher theoretisch auf den Teil molekulare Diagnostik (Merkelbach-Bruse) und Genetische Beratung (Humangenetik) beschränkt.

Modul A findet in der Regel parallel zu Modul D am Anfang des Semesters statt.

Institut für Entwicklungsbiologie: AG Hoch

Das Praktikum wird von PD Dr. Reinhard Bauer und Mitarbeitern durchgeführt und dreht sich rund um das Drosophila-Gen „schlank“, die Sphingolipid-Biosynthese und Lipid-Homöostase.
Die Versuche ermöglichen einen guten Einblick in den Umgang mit dem Modellorganismus Drosophila und bieten die Möglichkeit, sich ein eigenes Bild über die Vor- und Nachteile der Arbeit mit Fruchtfliegen zu machen. Neben der theoretischen Erläuterung der molekularbiologischen Versuche wird auf die Mechanismen des Drosophila-Lipidmetabolismus/Insulinsignalling und den Zusammenhang mit dem Säuger eingegangen, sowie die Möglichkeiten der Fruchtfliegen-Genetik zur effizienten Erforschung von evolutionär konservierten Signalkaskaden erläutert.

Methoden:

  • Einführung in des GAL4/UAS-System zur ektopischen Genexpression und proteinbiochemische Analyse von Drosphila-Larven (Lyse, Konzentrationsbestimmung, Westernblot)
  • Quantitative Analyse von Genen des Insulin- und Lipidstoffwechsels (qRT-PCR) (RNA Isolation, cDNA Synthese, real-time PCR Analyse und Auswertung)
  • Phänotypanalyse von mutanten Drosophila-Larven (Fütterungstest, Wachstumsbestimmung, Komplementationstest).

Institut für Pathologie

Die Studenten-Gruppe wird am Anfang der Woche aufgeteilt. Im Wintersemester wird das Praktikum von der AG Schorle/AG Merkelbach im Sommersemester AG Schorle/AG Kirfel durchgeführt:

AG Schorle (Abteilung für Entwicklungspathologie)

Die Arbeitsgruppe behandelt die Rolle der AP-2-Transkriptionsfaktoren in der Entwicklungsbiologie und Krebsentstehung. In den Praktikumsversuchen wird ein guter Überblick in die Arbeit mit transgenen Mäusen zur Erforschung entwicklungsbiologischer Fragestellungen im Vertebraten vermittelt.

Methoden:

  • Immunhistochemie (HE-Färbung)
  • Genotypisierung transgener Mäuse (DNA-Isolation, PCR, Gelelektrophorese)
  • Blastozysteninjektion (ES-Zell-Kultur, Superovulation, Isolation, Injektion und Transfer von Blastozysten in Ammenmütter)
  • Whole mount in situ-Hybridisierung (von Mausembryonen)

AG Merkelbach-Bruse:

In der Arbeitsgruppe wird ein direkter Einblick in die molekularbiologische Diagnostik vermittelt und damit der direkte Bogen zur klinischen Anwendung geschlagen.
Es wird die Relevanz der Detektion von bestimmten Mutationen für den Einsatz von Tumormedikamenten (Art und Konzentration) erklärt.

Methoden:

  • Phäno- und genotypische Analyse von gastrointestinalen Stromatumoren
  • Histologie/Immunhistochemie gastrointestinaler Stromatumoren
  • PCR (DNA-Extraktion aus formalinfixiertem Gewebematerial, elektrophoretische Konzentrationsabschätzung, Aufreinigung der PCR-Produkte)
  • Mutationsanalyse durch Cycle Sequencing (Fällung der Sequenzierreaktion, Sequenzanalyse, Sequenzauswertung)
  • Fluoreszenz in situ-Hybridisierung (FISH) zum Nachweis einer Gen-Amplifikation
  • Herstellung einer FISH Sonde (Isolation von BAC-DNA aus E.coli, Markierung der Sonde durch Nick-Translation)
  • Hybridisierung, Detektion und Gegenfärbung
  • Fluoreszenzmikroskopische Auswertung

Institut für Humangenetik/Department of Genomics

Diese Praktikumswoche findet sowohl im Institut für Humangenetik (ab 2010 BMZ, früher Wilhelmstraße) als auch der „Department of Genomics“ Abteilung im Life and Brain statt. Mit dem Namen ändert sich in erster Linie auch der Anteil der computergestützten Methoden.
In der Zytogenetik werden die Grundlagen von verschiedenen Erbgängen vermittelt und diverse Techniken zur Untersuchung von Erbkrankheiten erläutert. Im Vorfeld des Praktikums kann jeder Student eine Blutprobe abgeben, damit während des Praktikums ein eigenes Karyogramm erstellt werden kann.
Die Praktikumswoche ist sehr theorielastig, was aber spätestens dann verständlich wird, wenn man im L & B das „vollautomatische Labor“ sieht, mit dem die Humangenetiker arbeiten. Die Analyse von Karyogrammen und das Erstellen von Stammbäumen (v.a. in der humangenetischen Beratung) gehört sicherlich noch zum Handwerkszeug dieses Instituts, aber der Trend geht klar zu Hochdursatzverfahren, was in der Praktikumswoche eigentlich auch gut vermittelt wird.

Methoden:

  • FISH/Subtelomerscreening (Sonden- und Probenvorbereitung, Stringenzwaschschritte, Mirkroskopierung und Auswertung)
  • GTG-Bänderung (und andere Bänderungtechniken)
  • Karyogramm-Analyse
  • Kopplungsanalyse/Assoziationsstudie (PCR, Mikrosatellitengel, Datenbankanlyse)
  • Hochdurchsatzverfahren in der Molekulargenetik (SNP-Genotypisierung mittels MALDI-TOF (Sequenom), DNA-Micro-Arrays (Illumina), Gerätedemonstration)

Institut für Rekonstruktive Neurobiologie: AG Brüstle

Die Woche im Life & Brain sticht vor allem durch die akribisch geplante Verschachtelung von den zahlreichen Praktikumsversuchen und der guten Betreuungssituation hervor (2er-Gruppen). Die Versuche zeichnen den Weg von der Erstellung induzierter pluripotenter Stammzellen und der Differenzierung zu Neuronalen Zellen, sowie deren möglichen Einsatzmöglichkeiten (‚Engineering embryonic stem cells for neural repair’).
Im Kurs werden die Grundlegenden Techniken der Arbeit mit Stammzellen in Verbindung mit neurobiologischen Anwendungsbeispielen vermittelt.

Methoden:

  • Zellkultur (Medienwechsel, Zellen-Ausplattieren, Zusammensetzung verschiedener Medien, Einfluss von Wachstumsfakoren, Passagieren)
  • Proteintransduktion/Plasmidtransfektion (Cre-Rekombinase Funktionstest, X-gal Staining)
  • Morphologische Analyse von aus pluripotenten Stammzellen abgeleiteten neuralen/glialen Precursorzellen
  • Immuncytochemie (AK-Färbungen, Markeranalyse, Alkalische Phosphatase-Staining)
  • Immunhistochemie, XGal-Staining
  • Virus-Transduktion

Charakterisierung von induzierten pluripotenten Stammzellen

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