presseinformation - Max F. Perutz Laboratories

PRESSEINFORMATION
Durchbruch an den Max F. Perutz Laboratories:
Neue Analysemethode für Platynereis als Genetics-Highlight im Mai
Wien, den 8. Mai 2014
ForscherInnen an den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien und der Medizinischen Universität
Wien ist ein Durchbruch für das Platynereis-Modellsystem gelungen: Zum ersten Mal beschreiben sie eine
Methode, mit der spezifische und vererbbare Mutationen in dieser Spezies erzeugt werden können. Damit rückt
dieser marine Wurm in eine exzellente Position, um die Forschung in den Bereichen Neurobiologie, Chronobiologie,
evolutionäre Entwicklungsbiologie und Meeresbiologie voranzutreiben. Die Studie sowie ein Überblicksartikel zu
den genetischen Methoden, die für Platynereis dumerilii zur Verfügung stehen, sind nicht nur Mai-Highlights des
renommierten Fachjournals Genetics, ihnen wurde auch das Titelbild der aktuellen Ausgabe gewidmet.
Auf molekularer Ebene wissen wir von vielen faszinierenden biologischen Phänomenen noch viel zu wenig. Der
unscheinbare marine Borstenwurm Platynereis dumerilii stellt für die Erforschung dieser Phänomene einen
interessanten Modellorganismus dar: Evolutionär gesehen entwickelte er sich sehr langsam und ist so bestens
geeignet, um Vorläufergene und Zelltypen zu analysieren. Er besitzt ein Hormonsystem, das mit jenem der Wirbeltiere
vergleichbar ist und er kann große Teile seines Körpers regenerieren. Zudem wird seine Fortpflanzungszeit durch
mehrere Uhren gesteuert − ein Merkmal, das wahrscheinlich auch viele andere Organismen aufweisen. Diese
Charakteristika machen den Borstenwurm ideal für die Evolutionsforschung, die Chronobiologie und für viele weitere
Forschungsgebiete. Da es jedoch bislang keine geeigneten molekularbiologischen Werkzeuge gab, war es sehr
schwierig, die Funktionen der Platynereis-Gene in vivo zu analysieren.
TALENs als neues Werkzeug zur gezielten Modifikation von Platynereis-Genen
Um dieser Notwendigkeit Rechnung zu tragen, haben ForscherInnen an den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) und
der Forschungsplattform "Marine Rhythms of Life" der Universität Wien mit Unterstützung des VIPS (Vienna
International Postdoctoral Program) nun eine Proteinklasse, die "Transcriptional Activator-like Effector Nucleases"
(TALENs) als Werkzeug etabliert, um Platynereis-Gene gezielt zu verändern. Diese maßgeschneiderten Enzyme binden
an spezifische DNA-Sequenzen und "zerschneiden" das Genom an diesen Stellen. Die Reparaturmechanismen der Zelle
reagieren sofort und beheben den Schaden. Allerdings können kleine Fehler in Form von DNA-Sequenzen, die
zusätzlich eingebaut oder gelöscht werden, von den Reparaturmechanismen übersehen werden. Das Ergebnis sind
kleine Mutationen, die das Protein, für das das Gen kodiert, funktionsunfähig machen. Mit dieser Methode konnten
die ForscherInnen nun die allerersten Platynereis-Mutanten erzeugen.
Perspektiven für die Zukunft
Die WissenschafterInnen fanden heraus, dass diese herbeigeführten Mutationen vererblich sind. Somit können die
TALENs dazu verwendet werden, mutierte Platynereis-Linien zu erzeugen. "Damit können wir nun detaillierte in vivo
Funktionsanalysen bei Platynereis durchführen. Zudem erleichtert diese Methode weitere technische Entwicklungen.
Zum Beispiel hoffen wir, dass wir die TALENs nutzen können, um fluoreszierende Reportergene in das Genom
einzubauen. Auf diese Weise können wir erforschen, wie die Genexpression über den gesamten Lebenszyklus reguliert
wird", erklärt Stephanie Bannister, Erstautorin und VIPS Postdoc in der Gruppe von Florian Raible am Department für
Mikrobiologie, Immunbiologie und Genetik der Universität Wien. Sie ist für die erfolgreiche Etablierung der Methode
verantwortlich. "Außerdem zeigen wir, wie die Arbeitsabläufe optimal organisiert und gestrafft werden, um die
MAX F. PERUTZ LABORATORIES
Dr. Bohr-Gasse 9 | 1030 Wien | Austria
Tel: +43 1 4277 24014 | Fax: +43 1 4277 9240
[email protected] | www.mfpl.ac.at
The Max F. Perutz Laboratories are a joint venture of
PRESSEINFORMATION
Etablierung der TALEN-Technologie für andere unkonventionelle oder neuentdeckte Modellorganismen zu
erleichtern", fügt Stephanie Bannister hinzu.
Publikationen in Genetics:
Stephanie Bannister, Olga Antonova, Alessandra Polo, Claudia Lohs, Natalia Hallay, Agne Valinciute, Florian Raible,
Kristin Tessmar-Raible: TALENs mediate efficient and heritable mutation of endogenous genes in the marine annelid
Platynereis dumerilii. In: Genetics (März 2014).
DOI: http://dx.doi.org/10.1534/genetics.113.161091
Juliane Zantke, Stephanie Bannister, Vinoth Babu Veedin Rajan, Florian Raible, Kristin Tessmar-Raible: Genetic and
genomic tools for the marine annelid Platynereis dumerilii. In: Genetics (Mai 2014).
DOI: http://dx.doi.org/10.1534/genetics.112.148254
Rückfragehinweis:
Dr. Lilly Sommer
Max F. Perutz Laboratories
Communications
T +43-1-4277-240 14
[email protected]
Die Max F. Perutz Laboratories (MFPL) sind ein gemeinsames Forschungs- und Ausbildungszentrum der Universität
Wien und der Medizinischen Universität Wien am Campus Vienna Biocenter. An den MFPL sind rund 500
WissenschaftlerInnen in über 60 Forschungsgruppen mit Grundlagenforschung im Bereich der Molekularbiologie
beschäftigt.
The Max F. Perutz Laboratories are a joint venture of
Seite 2
PRESSEINFORMATION
Bildunterschrift: Von links nach rechts: Florian Raible, Stephanie Bannister und Kristin Tessmar-Raible an den Max F.
Perutz Laboratories (MFPL) ist ein Durchbruch für das Platynereis-Modellsystem gelungen. (Copyright: MFPL)
Bildunterschrift: Das Coverbild der Genetics Mai-Ausgabe, das von Florian Raible designt wurde, stellt den Übergang
des „lebenden Fossils“ Platynereis dumerilii zu einem funktionsfähigen Modellorganismus dar. (Copyright: The
Genetics Society of America)
The Max F. Perutz Laboratories are a joint venture of
Seite 3