Institut für Entwicklungsgenetik Institute of Developmental Genetics

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