Institut für Entwicklungsgenetik Institute of Developmental Genetics
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Institut für Entwicklungsgenetik Institute of Developmental Genetics (IDG) Neuropsychiatric Disease Modelling & Mouse Genetics – Prof. Dr. Wolfgang Wurst Neuronal Circuits – Dr. Andrea Huber-Brösamle Eye Disease – Prof. Dr. Jochen Graw Stem cells in Neural Development – Dr. Sabrina Desbordes Molecular Neuroimaging – Dr. Gil Westmeyer www.helmholtz-muenchen.de/en/idg Research themes at the IDG • Understanding neural development and stem cell biology – Dissection of molecular networks underlying midbrain dopaminergic neuron generation and survival in vitro and in vivo (animal models) – Dissection of molecular networks controlling neurogenesis, neuronal migration and neuronal circuit formation using animal models • Understanding the etiology of human diseases – Dissection of genetic pathways underlying neurological (Morbus Parkinson & Alzheimer) and psychiatric (depression, anxiety) diseases using animal models – Dissection of genetic pathways underlying eye disorders using animal models • Functional dissection of the mouse genome – Generation of isogenic cell lines/induced pluripotent (iPS) cells and mice using TALEN technology – Saturation mutagenesis of the mouse genome by conditional targeting vectors AG Wurst/Prakash: Disease Modelling-Neuronal differentiation & maintenance NG Desbordes: Disease Modelling – Stem cells in neural development Midbrain Dopaminergic Neuron Development I. Signaling pathways underlying the development of mDA neurons II. Stem cell therapies for neurodegenerative disorders (Parkinson) Recruitment of endogenous stem cells & direct reprogramming (Prakash) ES/iPS cell differentiation (Prakash & Desbordes) Undifferentiated EScells Dopaminergic neurons Endogeneous stem cells Which factors? Dopaminergic neurons Transplantation of stem cells AG Wurst/Vogt: Disease Modelling – Parkinson‘s Disease AG Wurst/Floss: Disease Modelling – Dementia (Alzheimer, FTLD, ALS) Animal models for neurodegenerative diseases I. Animal models for Parkinson’s disease II. Animal models for Alzheimer’s disease, FTLD, ALS A German mouse clinic Genetic animal models Clinical Phenotype B Social Discrimination test 1 Ageing 2 Ageing mouse cohorts 1 1 2 3 2 Sample phase: familiar subject (2) is introduced to the tested animal (1) Neurodegenerative diseases are multifactorial diseases 2 hours break Test phase: unfamiliar subject (3) together with mouse (1) and (2) investigation duration [sec] Mental Health 100 90 80 70 60 50 40 30 2 0 10 0 -/- +/+ *** n.s. Sample phase test phase Sample phase test phase - - familiar subject unfamiliar subject ANALYSIS AT MORPHOLOGICAL AND BEHAVIORAL LEVEL AG Wurst/Deussing: CCG Molecular Neurogenetics (MPI of Psychiatry) The role of the CRH/glucocorticoid system in depression I. Generation/analysis of mouse models for anxiety/depression II. Molecular pathways altered in Depression Dunkles Abteil (3 lux) wildtype CRH-R1-ko Helles Abteil (700 lux) Psychischer Stress CRHR1-deficient mice are less anxious 5 Physischer Stress Stressbedingter Alkoholkonsum ethanol intake (g/kg/day) Inactivation of the CRHR1 in the limbic system 4 * 3 * 2 1 0 0 pre1 pre2 post1 post2 post3 post20 Post30 AG Wurst/Kühn: Mouse Genetics – Genetic Tools Development New technologies in mouse genetics I. Generation of isogenic cell lines and mice using TALEN technology II. Generation of mouse mutants with inducible signaling proteins TALEN technology - Highly specific and versatile AG Huber-Brösamle: Neuronal Circuits Neuronal Circuit Formation in the Spinal Cord I. Novel factors guiding sensory and motor axons II. Molecular basis of communication between fiber systems development environment disease physiology genetics Regeneration and adaptive plasticity in the nervous system AG Graw: Eye Diseases Principles of eye development and eye disorders I. New genes for eye formation II. Mouse eye mutants as models for neurological and psychiatric disorders The new gene belongs to the Connexin-family: gene symbol Gjf1 (gap junction f1) The mutation affects the first transmembrane domain Aey12: dominant mutation, „small eyes“ Positional cloning: Chr. 10 Functional analysis started in cooperation with Dr. Musil (Portland/USA) Primary lens fiber (PLF) do not elongate from the posterior side of the lens vesicle Prepulse Inhibition 100 PPI % 80 +/- male 60 -/- male 40 +/- female -/- female 20 0 67 69 73 81 global PP intensity (dB) Mutations in Crybb2 coding for bB2-crystallin and leading to progressive cataracts 0377 (Philly) is also expressed in the brain [Startle 110dB] Prepulse inhibition as indicator for schizophrenia Lehrveranstaltungen des IDG / IEG Bachelorstudiengang: • Vorlesung Entwicklungsgenetik (in Zusammenarbeit mit IEG) – Inhalte: „Von der Befruchtung zum ausgewachsenen Wirbeltier“ • Befruchtung, Musterbildung, Differenzierung • Organentwicklung • Alterungsprozesse – – – – – Wintersemester / Ort und Zeit siehe TUMonline 2 SWS ECTS 3 Schriftliche Abschlussklausur Pflichtveranstaltung Lehrveranstaltungen des IDG / IEG Bachelorstudiengang: • Vorlesung Genomics (in Zusammenarbeit mit IEG; Genetik) – Inhalte: Techniken und Anwendungen neuester Methoden • • • • – – – – – Genomics, Proteomics, Metabolomics Quantitative genetics Animal models Databases Wintersemester / Ort und Zeit siehe TUMonline 2 SWS ECTS 3 Schriftliche Abschlussklausur Pflichtveranstaltung Lehrveranstaltungen des IDG / IEG Bachelorstudiengang: • Praktika am IDG – Forschungspraktikum Neurogenetik • • • • • Mitarbeiter in einem Forschungsprojekt am Institut 6-wöchig, ganztägig ECTS 10 Abschluss: 10-seitiger Bericht Anmeldung jederzeit – siehe TUMonline – Blockpraktikum Entwicklungsgenetik der Tiere (mit IEG) • • • • • • „From Genes to Phenotypes“ Blockveranstaltung 3-wöchig in Semesterferien (März) ECTS 5 Abschlussklausur Verbindliche Anmeldung bis Mitte Januar – siehe TUMonline Beschränkte Teilnehmerzahl Lehrveranstaltungen des IDG / IEG Masterstudiengang: • Vorlesung Neurogenetik I und II – Inhalte: Entwicklung/Funktion bestimmter Strukturen im ZNS (Neurogenetik I) • Neurogenese, Synaptogenese, axonales „pathfinding“ • Neurotransmitter, Rezeptoren, Elektrophysiologie • Rückenmark, Kleinhirn, Basalganglien, Kortex – Inhalte: Störungen/Erkrankungen des ZNS • ALS, Ataxien/Medulloblastom, Parkinson, Schizophrenie, Alzheimer, Prionerkrankungen, Angsterkrankungen, Depression – Wintersemester (I)/Sommersemester (II)/ Ort und Zeit siehe TUMonline – 2 SWS, ECTS 6 – Schriftliche Abschlussklausur, Wahlveranstaltung Prof. Dr. Jochen Graw Vorlesung: Humangenetik für Biologen 16 Doppelstunden, WS 2009/2010, 4 ECTS-Punkte Beginn: 30.10.2009; 8:30 Uhr; Ort: Seminarraum O20 Abschlussklausur: 5. 3. 2010; Ort: HMGU Praktika: Forschungspraktika zum Thema „Genetik“ incl. Möglichkeit für Masterarbeiten Themen: Mausmutanten mit erblichen Augenerkrankungen Seminar: „Aktuelle Themen der Genetik“ gemeinsam mit anderen zu den Themen der Entwicklungsgenetik und der molekularen Maus- und Humangenetik Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt Institut für Entwicklungsgenetik Arbeitsgruppe für Molekulare Augenentwicklung 85764 Neuherberg Tel: 089/3187-2610 Fax: 089/3187-4620 e-mail: [email protected] Internet: http://www.helmholtz-muenchen.de/en/idg/group-molecular-eye-development/ Lehrveranstaltungen des IDG / IEG Bachelorstudiengang: • Seminare am IDG – Seminar: Aktuelle Probleme der Genetik • Diskussion anhand von Literatur über interessante Forschungsergebnisse aus der Genetik • Wintersemester • SWS 2 – 1 tägig • ECTS 3 • Abschluss: 10-minütiger Vortrag • Anmeldung siehe TUMonline Lehrveranstaltungen des IDG / IEG • BACHELOR-/MASTERARBEITEN nach Absprache – Praktikum Neurogenetik ist wünschenswert – Vorlesung Neurogenetik I und II wünschenswert (für Masterarbeiten) Rückfragen/Absprachen: [email protected] oder www.helmholtz-muenchen.de/en/idg
