Förderverein der Biologieolympiade e.V. CHRISTINA GEBLER (SCHRIFTFÜHRERIN) Rosenbergstr. 10 01277 Dresden [email protected] Mitgliederrundbrief 01/2015 Dresden, 02.05.2015 Gliederung Seite 1. Bericht von der 3. Auswahlrunde der IBO 2015, Katja Lorenz 2. Bericht vom Landesbeauftragtentreffen 2014 in Hamburg, Christina Gebler 3. Erfahrungsbericht: iGEM, Nils Klughammer 4. Praktikumsbericht: Weizmann Institut Israel, Kathrin Öhlenschläger 5. VBIO Newsletter: Kaffee hält DNA fit 6. Publikationsliste unserer Mitglieder 3 4 5 7 10 10 Förderverein der Biologieolympiade e.V., eingetragener Verein im Amtsregister Kiel, Vorstand: Arne Jahn Vorsitzender Holbeinstr. 157 01309 Dresden [email protected] Dave Hartig stellv. Vorsitzender Karl-Schmidt-Str. 7 38114 Braunschweig [email protected] Björn Schorch Schatzmeister Sautierstr. 77 79104 Freiburg [email protected] Christina Gebler Schriftführer Rosenbergstr. 10 01307 Dresden [email protected] Bankverbindung: HypoVereinsbank, Kontonummer 387353828, Bankleitzahl 680 201 86 (Deutschland) Internetpräsenz: www.ibo-verein.de Liebe Vereinsmitglieder, zu Beginn des neuen Jahres wurden während der Mitgliederversammlung am 10.02.2015 erstmalig Beisitzer gewählt. Die Posten und ihre Besetzung möchten wir Ihnen kurz vorstellen: Anna Wittek - Öffentlichkeitsarbeit Anna wird sich dafür einsetzen den Bekanntheitsgrad der IBO und des Vereins zu erhöhen. Um das zu erreichen, wendet sie sich u.a. auf Messen an Schüler, Lehrer und Studenten. Anna kommt aus Herford und studiert seit ihrer Teilnahme an der IBO 2013 Biowissenschaften in Münster. Patricia Scholz - Vernetzung Patricia aus Dresden hat an der IBO 2013 teilgenommen und im gleichen Jahr das Studium der Biochemie in Leipzig begonnen. Sie wird die Vernetzung des Vereins sowohl intern, als auch extern mit anderen Olympiaden und Partnern ausbauen. Martina Heller - Schülerpraktika Martina ist Medizinstudentin an der Universität Heidelberg und kommt ursprünglich aus Magdeburg. Ihre IBO Teilnahme fand im Jahr 2012 statt. Nun verstärkt sie unser Team für die Koordination der Schülerpraktika "Forschunghautnah". Mareike Erdmann - Schulpreis Mareike hat 2012 an der IBO teilgenommen und kommt aus Bad Sachsa. Jetzt lebt sie in Braunschweig und studiert dort Biologie. Sie möchte ihre Arbeit im Verein dem Schulpreis widmen, der in diesem Jahr schon zum 5. Mal vergeben wird. Nils Klughammer - Vereins-Wiki Nils hat sich aus der Mitgliederversammlung heraus für die Programmierung eines Vereins-Wikis gefunden, das die Kommunikation und den Austausch im Verein verbessern soll. Außerdem wurde als Gewinner des Schulpreises 2014 das Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium Dresden ermittelt. Die Preisverleihung wird am 24.06.2015 im Rahmen der Nexö-Ehrung statt, wie bereits die letzten Jahre wird uns sowohl die Eppendorf AG als auch der VBIO unterstützen. Ich wünsche Ihnen viel Freude beim Lesen des Rundbriefes, Ihre Schriftführerin Christina Gebler Seite 2 von 14 1. Bericht von der 3. Auswahlrunde der IBO 2015 Vom 8. – 13. Februar 2015 fand in Kiel die dritte Auswahlrunde zur XXVI. Internationalen Biologieolympiade statt. Die internationale Runde wird dieses Jahr in Aarhus, der zweitgrößten Stadt Dänemarks, ausgetragen werden. Zunächst trafen sich aber die 47 besten deutschen Biologen und Biologinnen der zweiten Runde der IBO in der Jugendherber ge in Kiel. Schon am ersten Abend kamen alle miteinander ins Gespräch, obwohl sich die Mehrheit der Teilnehmer vorher nicht kannte, und einige erkundeten schon den Kieler Hafen. Nach dem Abendessen wurden wir von den Betreuern begrüßt und bekamen eine IBO Tasche mit Schreibzeug sowie einen eigenen Laborkittel. Die folgenden drei Tage verbrachten wir vor allem im IPN. Dort erhielten wir am Montag zunächst jede Menge theoretische und praktische Crashkurse - zu den Themen Botanik, Zoologie, Physiologie, Statistik und Molekularbiologie. Dadurch sollten alle auf einen möglichst gleichen Wissensstand gebracht werden. Anschließend wurden uns der Förderverein und die dieses Jahr zu vergebenden Praktika vorgestellt, auf die man sich bewerben konnte – was dann auch viele engagiert angingen. Am Dienstag wurde es ernst: Die drei praktischen Klausuren in den Bereichen Zoologie, Botanik und Physiologie standen an. Je 75 Minuten durchlief jeder das jeweilige Labor und aufgrund der sehr knapp bemessenen Zeit war wirklich hochkonzentriertes Arbeiten gefragt. Das war zwar anspruchsvoll, die Grenzen des eigenen Wissens kennenzulernen war jedoch eine bereichernde Erfahrung! Abends hatten wir die Gelegenheit, bei der Mitgliederversammlung des Fördervereins der IBO dabei zu sein. Die viereinhalbstündige Theorieklausur am nächsten Tag war ebenfalls eine knifflige Herausforderung. Manch einer war hinterher frustriert, manch anderer erleichtert! Im Anschluss daran wurden die praktischen Klausuren ausgewertet. Abends hatten wir die Gelegenheit, im Kieler Mediendom die Show „Queen Heaven“ anzusehen und uns nach dem Klausurstress der letzten Tage zu entspannen. Freude vor dem Hamburger Rathaus Die beiden letzten Tage rundeten die Wettbewerbswoche ab. Nachdem wir am Donnerstagmorgen nach Hamburg gefahren waren, durften wir dort das Bernard-NochtInstitut für Tropenmedizin besuchen. Wir hörten zwei wirklich interessante Vorträge über die Theorie und Praxis der aktuellen Malariaforschung und durften echte S4Sicherheitsanzüge anprobieren. Im Anschluss unternahmen wir noch eine Stadtrundfahr t durch Hamburgs Stadtviertel und konnten bis abends selbstständig Zeit in Hambur g verbringen. Anschließend ließen wir mit den Betreuern den Tag in einer portugiesischen Bar und in der Jugendherberge ausklingen. Am Freitag stieg die Aufregung noch einmal, denn es wurden die Platzierungen und die Vergabe der Praktika bekanntgegeben. Die Feierstunde fand in den Räumlichkeiten der Eppendorf AG statt. Dieses Jahr gehörten zwölf Schülerinnen und Schülern zu den Glücklichen, die die 4. Runde erreicht haben. Diese wird vom 17. 22. Mai in Kiel stattfinden, um die vier Besten für das Nationalteam zu ermitteln. Gefreut haben sich natürlich auch jene Sieben, die einen mehrwöchigen Praktikumsplatz bekamen und die drei Teilnehmer, die einen Platz beim Wettbewerb „German BrainBee“ erhielten. Seite 3 von 14 Alles in allem hat die Woche sicherlich jedem unglaublich viel Spaß gemacht und wir konnten so Einiges dazulernen. Toll war außerdem, dass Viele in ihrem Interesse an der Biologie bestärkt wurden und einen tollen Einblick in die vielfältigen Wissensgebiete bekommen konnten, aber auch den Spaß am Lernen erlebt haben. Ein großer Dank geht an die Betreuer, die sich – erfolgreich! – bemüht haben, uns ihre Begeisterung und viel neues Wissen zu vermitteln. Wir freuen uns auf eine erneute Teilnahme nächstes Jahr oder auf die vierte Runde! Katja Lorenz besucht die Wilhelm-OstwaldSchule in Leipzig und bereitet sich derzeit auf ihr Abitur vor. Sie hat sich für die 4. Auswahlrunde qualifiziert. Wir wünschen ihr viel Erfolg! 2. Bericht vom Landesbeauftragtentreffen 2014 in Hamburg Wie jedes Jahr im November trafen sich auch 2014 die IBO-Landesbeauftragten sowie die IBO-Geschäftsführ ung, um die vier Aufgaben für die 1. Runde der XXVII. IBO 2016 in Vietnam sowie die Organisation der IBO-Auswahlrunden zu diskutieren. Eines der Hauptanliegen ist die Begeisterung von möglichst vielen Schülern für die Biologie. Dieses Jahr fand das Treffen vom 16.-18. November in Hamburg statt, Wiebke Hoffmann war Ausrichterin der drei sehr gelungenen Tage. Doch bevor wir uns Sonntagabend für die teilweise hitzigen Debatten zurückzogen, genossen einige Teilnehmer eine Rundfahrt im Hamburger Hafen. Im Anschluss wurde besprochen, dass zukünftig einige Lehrer besonders ausgezeichnet werden sollen, zum einen erstmalig betreuende Lehrer, zum anderen langjährige Betreuer. Außerdem werden Schulen, die in der 1. Auswahlrunde viele Teilnehmer aufweisen, vom IPN mit Urkunden ausgezeichnet. Dadurch können wir uns erhoffen, dass diese Lehrer und Schulen weiterhin Schüler für die IBO begeistern können, denn bisher scheint die Unkenntnis von Seite 4 von 14 der Existenz des Wettbewerbs viele von der Teilnahme abzuhalten. In der folgenden Diskussion der Aufgaben für die 1. Auswahlrunde war es schwierig, bei der Aufgabengestaltung und –schwierigkeit die Balance zwischen anspruchsvollen Aufgaben und Animierung vieler Schüler zu finden. Jede Aufgabe wurde von allen Seiten beleuchtet, so gestaltet, dass der Lerneffekt möglichst groß ist und Formulierungen sowie Musterlösungen wurden optimiert. Wenn uns das gelungen ist, können wir auch dieses Jahr auf ca. 1500 Teilnehmer hoffen. Die erste Runde einer IBO startet bereits im Frühling des Vorjahres und wenn die vier Aufgaben stehen, müssen Poster und Aufgaben-Flyer gestaltet werden. Das macht es notwendig, die Aufgaben bereits anderthalb Jahre vor der Olympiade zu entwickeln. Am Montag waren wir bei der Firma Eppendor f eingeladen und konnten während des Rundgangs durch das Firmen-Museum allerlei über Entwicklung von Medizinund Forschungsprodukten lernen und die ersten Modelle der Kolbenhub-Pipetten bestaunen. Natürlich blieb Zeit, um den Förderverein vorzustellen und von aktuellen Entwicklungen zu berichten. Viele Landesbeauftragte sind froh über die Unterstützung und Zusammenarbeit und einige wollen dies sogar ausbauen. So möchte die Landesbeauftragte Bayerns, die erst kürzlich ihr Amt angetreten hat, ein Landesseminar auf die Beine stellen und steht in intensivem Kontakt mit uns. Wir hoffen, dass uns die Aufgaben für die kommende 1. Auswahlrunde gelungen sind, zu finden sind sie unter www.biologieolympiade.de Christina Gebler 3. Erfahrungsbericht iGEM iGEM (international Genetically Engineered Machines Competition) ist der weltweit größte studentische Wettbewerb in synthetischer Biologie. Das Prinzip ist recht einfach: Man meldet ein Team, sucht sich ein Forschungsprojekt, führt das den Sommer über durch und stellt es dann im Rahmen eines Kongresses vor. Natürlich ist klar, dass nach etwa drei Monaten Arbeit an einem Projekt keine publikationsreifen Ergebnisse erreicht werden können. Aber das ist auch gar nicht das Ziel, denn es soll nur gezeigt werden, dass das Projekt im Prinzip so funktionieren kann. So kann man sich leicht vorstellen, dass besonders das Finden eines passenden Themas ein sehr wichtiger Aspekt in dem gesamten Wettbewerb darstellt. So dauerte es bei uns dann etwa 2 Monate, bis wir uns auf ein Thema geeinigt hatten. Das begründet auch das Interesse der synBio community an dem Wettbewerb. 250 Mannschaften versuchen ein neues, relevantes, cooles und individuelles Projekt aufzuziehen und zeigen im Besten Fall noch, dass es im Prinzip funktioniert. Für die Studierenden ist solch ein Projekt eine große Chance, weil es ihnen die Möglichkeit gibt sehr früh schon sehr selbstständig an einem aktuellen Forschungsthema zu arbeiten. Meistens müssen die Teams für ihre eigenen Mittel sorgen, was ihnen aber auch mehr Freiheiten gegenüber ihren Betreuern gibt. So war es auch bei uns, zwar wurde das Team von einem Heidelberger Professor zusammengestellt, doch finanziert wurden wir größtenteils von Stiftungen. In Heidelberg hat die Teilnahme an dem Wettbewerb schon relativ lange Tradition, sodass wir auf einen großen Erfahrungsschatz aus der Vergangenheit zurückgreifen konnten. Insgesamt bestand die Mannschaft dann aus 12 Studis und um die 7 BetreuerInnen, die größtenteils DoktorandInnen waren. Aber da das Thema nicht besonders viel mit deren Fachgebieten zu tun hatte, wurden die meisten Entscheidungen dennoch von uns Studis direkt getroffen. Die Projektidee kam dadurch zustande, dass jemand „circular proteins“ in den Raum warf. Zuerst wusste niemand, was es damit auf sich hatte, aber nach einigem Nachforschen, erkannten wir, wie cool diese Dinger sein konnten. Seite 5 von 14 Das Team Eigentlich sind zirkuläre Proteine einfach nur Proteine, bei denen der C- mit dem N-Terminus wieder mit einer Peptidbindung verknüpft wurde. Das kann gemacht werden, indem man sogenannte selbstspleißende Peptidsequenzen anhängt, wie beispielsweise Inteine. Diese schneiden sich dann aus dem Protein heraus und verknüpfen die offengebliebenen Enden miteinander. Das tolle an diesen zirkulären Proteinen ist nun, dass manche von ihnen hitzestabiler wurden. Das war auch genau der Punkt an dem wir ansetzten, indem wir versuchten DNMT1 durch Zirkularisation thermostabiler zu machen. DNMT1 ist daran beteiligt die Methylierungsmuster bei der Replikation der DNS zu übertragen. Das Endziel war dann eine PCR 2.0, wie wir das Projekt etwas überambitioniert tauften, aber in dem Wettbewerb musste eben auch viel verkauft werden. Wir wollten also, dass in der PCR Reaktion Methylierungsmuster mit übertragen würden und da wäre es sehr praktisch wenn DNMT1 auch die hohen Temperaturen übersteht. Aber DNMT1 ist sehr groß und die beiden Termini sind um die 48 Angström voneinander entfernt, sodass ein Verbindungsstück eingefügt werden musste. Normalerweise werden dafür flexible Aminosäuren (Gly, Ser) verwendet, aber meine Idee war nun, feste Strukturen zu nutzen, die dann hoffentlich mehr Stabilität geben würden. Die Hauptarbeit bestand nun darin solche festen Strukturen zu identifizieren. Am Ende nutzten wir ein sogenanntes Rod and Angle Modell, das aus helikalen Stücken und Winkeln zwischen diesen bestand. Für die Winkel fand ich nach relativ langer Suche Supersekundärstruktur en, die hauptsächlich für die Strukturvorhersage wichtig sind. Aber nun mussten wir noch zeigen, dass diese starren Linker wirklich besser waren als flexible. Das machten wir anhand von Lysozym des Bakteriophagen Lambda, das wir mit verschiedenen Linkern zirkularisierten und dann die Aktivität nach einem Hitzeschock gegen die Temperatur untersuchten. Da die Effekte nur sehr schwach in den Daten zu sehen waren, mussten wir noch Modelle an die Daten fitten, um die relevanten Größen identifizieren zu können. Am Schluss sahen wir aber einen positiven Effekt von manchen starren Linkern, was uns sehr freute. Auch die anderen Projekte liefen sehr gut, so wollten wir Xylanase ein Enzym, das in der Papierindustrie relevant ist, hitzestabiler machen, indem wir es zirkularisierten, was auch gezeigt werden konnte. Ein Linker aus Helices und Winkeln Seite 6 von 14 Der Aufbau des Enzymaktivitätsassays Selbst für die DNMT1 erhielten wir noch vor dem Kongress ein Gel, das eine Thermostabilisierung zeigte. Auch der Vortrag und das Poster, das wir hatten, kamen sehr gut bei den anderen Mannschaften und den Juroren an. Dies führte dann dazu, dass wir vor dem Plenum im Finale vor etwa 2500 Menschen den Vortrag noch einmal halten durften. Dort wurde das Projekt schließlich mit verschiedenen Preisen ausgezeichnet, unter anderem auch dem Hauptpreis in der Kategorie der Nichtgraduierten. Das war dann eine tolle Erfahrung nach Monaten der Entbehrungen und des Stresses. Der Stress und der Zeitdruck sind das, was für mich iGEM charakterisierte. Es wurde über Monate 7 Tage die Woche 13 Stunden am Tag, oder sogar noch mehr, gearbeitet. Aber das führte dann natürlich auch zu einigen Fehlern und Unsauberkeiten. Zwar stellten wir keine falschen Dinge dar, allerdings würde ich nun einige Ergebnisse doch wesentlich kritischer sehen. Aber unter dem großen Zeitdruck war es klar, dass nur wenige Replikate gemacht werden konnten und wir viel Literatur einfach nicht kannten. Dennoch war es eine tolle Erfahrung, selbst und auch selbstverantwortlich seine eigenen Ideen umsetzen zu können und lernen zu können, was man selbst für richtig hält. Der Zeitdruck aber vor allem war es, der mir viel Spaß während der Monate nahm. Wer mag, kann das ganze Projekt noch viel ausführlicher auf folgender Webseite nachlesen http://2014.igem.org/Team:Heidelberg und mir gerne Fragen aller Art dazu schicken. Nils Klughammer studiert derzeit in Heidelberg Physik. Wir wünschen ihm viel Erfolg für sein weiteres Studium. 4. Praktikumsbericht: Weizmann Institut Israel, Kathrin Öhlenschläger Der Förderverein der BiologieOlympiade e. V. schlug mich aufgrund meiner Leistungen bei der 3. Runde der IBO 2014 für ein Praktikum am Dr. Bessie Lawrence 46th International Summer Science Institute (ISSI) vor. Dieses vierwöchige Programm findet seit 1969 jährlich am Weizmann Institut in Rehovot, Israel, statt und umfasst sowohl sehr intensive und interessante Laborarbeit, als auch ein großartiges Kulturprogramm. Ca. 80 Teilnehmer aus 16 Ländern bekamen die Möglichkeit sich in Kleingruppen von zwei oder drei Personen an aktuellen Forschungsprojekten zu beteiligen. Betreut wurden wir dabei von Wissenschaftlern des Instituts, den Mentoren, die uns vieles gezeigt und beigebracht haben und uns an ihrem Laboralltag teilhaben ließen. Zum Abschluss der wissenschaftlichen Arbeit verfassten alle Gruppen schriftliche Abschlussberichte und gaben eine mündliche Präsentationen vor den anderen Gruppen und den Mentoren. Den Abschluss dieses einzigartigen Monats, der einzig durch die angespannte Situation in Israel überschattet wurde, bildete die einwöchige Wüstenexkursion. Persönliche Erfahrungen Ich habe während der Zeit in Israel die Gelegenheit bekommen viele Erfahrungen zu sammeln, sowohl während der Arbeit im Labor als auch im Kontakt mit den anderen Teilnehmern während der Ausflüge. Für mich war es eine neue Erfahrung über mehrere Wochen im Labor zu arbeiten und zu forschen. Ich habe es sehr genossen und hatte große Freude an der Arbeit im Labor. Ich habe mich sehr gut mit meinen Laborpartner n verstanden, glücklicherweise auch in Bezug auf die Kommunikation die, da es ein internationales Programm ist, ausschließlich in Englisch stattfand. Wir hatten eine Seite 7 von 14 hervorragende Mentorin, die uns alles erklärte und mit großer Geduld alle unsere Fragen beantwortete. Sie erlaubte uns, ihr Material zu nutzen und übertrug uns damit die Verantwortung sorgfältig zu arbeiten, sodass sie unsere Resultate gut verwenden kann. Neben der Laborarbeit hörten wir nachmittags Vorträge zu allen Naturwissenschaften, so dass jeder neben seinem Projekt auch die Möglichkeit hatte etwas über andere Fachbereiche zu lernen. Während der Ausflüge konnte ich nicht nur etwas von Israel sehen, sondern auch die anderen Teilnehmer noch besser kennen lernen und Kontakte knüpfen. Gemeinsam besuchten wir während des ersten Wochenendes die Golanhöhen und den See Genezareth im Norden des Landes. Es war großartig mit so vielen Menschen aus unterschiedlichen Ländern zusammen zu kommen, ich habe dabei viele Erfahrungen gesammelt und viel gelernt. Unser nächstes Wochenende konnten wir aufgrund des beginnenden Konflikts und der Luftangriffe leider nicht wie geplant in Jerusalem verbringen, da jedes Risiko vermieden werden sollte. Natürlich hat der militärische Konflikt unseren Alltag beeinflusst, allerdings hatte ich durch die gute Betreuung zu keinem Zeitpunkt das Gefühl gefährdet zu sein. Eine Woche später konnten wir dann doch Jerusalem besuchen. Fasziniert hat mich die Vielgestaltigkeit Jerusalems, die einerseits eine moderne Stadt ist, andererseits aber auch geprägt wird von ihrer historischen Altstadt und ihrer Geschichte. Wir besuchten unter anderem die Grabeskirche und die Klagemauer, der man nicht den Rücken zuwenden darf, und haben auch den Felsendom gesehen. Die letzte Woche verbrachten wir in der Wüste, wir machten viele Wanderungen, erfuhren viel über die Wüste und das Leben dort, und suchten nachts Fledermäuse und Skorpione. Neben den drei Litern Wasser, die für jede Wanderung obligatorisch waren, waren Sonnencreme, Sonnenbrille und Hut die wichtigsten Dinge die man benötigte. Beschreibung des Forschungsprojekts Ich habe das Forschungspraktikum gemeinsam mit meinen zwei Laborpartnern im Institut für Biochemie verbracht. Gemeinsam arbeiteten wir an dem Projekt „The physiological role of store operated calcium entry regulatory factor“. Dabei beschäftigten wir uns mit der Rolle eines Proteins, dass als „store operated calcium entry regulatory factor“ (SARAF) bezeichnet wird und den Prozess „store operated calcium entry“ (SOCE), der einen kontrollierten Kalzium Einstrom ins Zytoplasma ermöglicht, reguliert. Kalzium in Zellen wird hauptsächlich im endoplasmatischen Retikulum (ER) gelagert. Im Ruhezustand ist die Kalziumkonzentration im Zytoplasma (50-100 nM) geringer als im ER (500 μM) und diese ist noch einmal geringer als die Konzentration im extrazellulären Bereich (1 mM). Aufrechterhalten werden diese unterschiedlichen Konzentrationen durch ATP betriebene Pumpen. Dies ermöglicht Kalziumsignale, die ein Hauptbestandteil der Funktion aller Zellen sind und in zahlreichen Prozessen, wie zum Beispiel Genregulation, Zellproliferation und enzymatischer und elektrischer Aktivität, eine wichtige Rolle spielen. Wenn die Zelle dazu angeregt wird, Kalzium aus dem ER frei zu setzen, sinkt die Kalziumkonzentration im Inneren des ERs. Dies führt zu einem Prozess genannt store operated calcium entry (SOCE). Während SOCE gelangt Kalzium aus dem extrazellulären Bereich in das Zytoplasma, dieses Kalzium wird später genutzt um das ER wieder aufzufüllen und so die Kalziumkonzentrationen wieder herzustellen. Zwei Fragen wurden im Rahmen des Projektes gestellt, einerseits, ob SARAF die Zellproliferation beeinflusst, andererseits, ob SARAF Auswirkungen auf die Aktivität von Mäusen hat. Es wurden Mäuse und embryonale Mausfibroblasten verwendet. Sowohl die Mäuse als auch die Zellen besitzen ein von loxP Abschnitten umgebenes Exon 3 des für SARAF Seite 8 von 14 codierenden Gens. An diesen loxP Abschnitten kann das Schnittenzym Cre-Rekombinase ansetzen und so das Exon 3 herausschneiden. Ohne dieses Exon 3 kann SARAF nicht mehr gebildet werden und ein Knockout ist erzeugt. Zur Beantwortung der ersten Frage wurden zwei Zellkultur en angelegt, eine diente als Kontrolle, die andere wurde mehrfach mit einem Adenovirus, der ein für Cre-Rekombinase codierendes Gen enthält, infiziert und so ein Knockout von SARAF erzeugt. Beide Zellkulturen wurden gleichermaßen behandelt und abschließend mit Dapi, einem Zellkern spezifischen Färbemittel, und KI67, einem Antikörper der proliferierende Zellkerne färbt, markiert. Leider konnten wir aufgrund technischer Schwierigkeiten und Problemen mit dem Zellwachstum, das deutlich langsamer war als erwartet, keine Aussage darüber treffen ob und wie SARAF die Zellproliferation beeinflusst. Der SARAF Knockout in den Mäusen befindet sich ausschließlich in den für Bewegungskontrolle und Koordination verantwortlichen Purkinje-Neuronen. Dies wurde erreicht, indem Mäuse die sowohl für Cre-Rekombinase als auch für ein von loxP Abschnitten flankiertes Exon 3 des SARAF Gens heterozygot sind, gekreuzt wurden. Die Nachkommen die homozygot für ein Exon 3 mit loxP Abschnitten und mindestens heterozygot für cre-Rekombinase sind wurden verwendet. Das Gen für Cre-Rekombinase wird von einem für Purkinje-Neuronen spezifischen Promotor kontrolliert und wird dadurch nur in den Purkinje-Neuronen exprimiert. Dadurch kann das Exon 3 nur dort herausgeschnitten werden und der SARAF Knockout befindet sich nur in den Purkinje-Neuronen. Um nun der Frage nachzugehen wie sich der Knockout von SARAF auswirkt, um so auf die Bedeutung von SARAF schließen zu können wurde ein home-cage locomotion Experiment durchgeführt. Dafür wurden sowohl Mäuse mit SARAF Knockout als auch Mäuse ohne Knockout verwendet. Dabei befinden sich die Mäuse in gewohnten Käfigen mit UV-Lichtschranken. Ihre jeweilige Aktivität wurde ermittelt, indem mit Hilfe eines Computerprogramms die Unterbrechungen der Lichtschranke aufgezeichnet wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Knockout Mäuse eine signifikant höhere Aktivität aufweisen, als die anderen Mäuse. Dies weist auf eine bedeutende Rolle von SARAF hin, da es nur bei gravierenden Veränderungen zu einer messbaren Änderung des Verhaltens kommt. Während der Zeit am Weizmann Institut habe ich sehr viele Erfahrungen gesammelt, Freundschaften geschlossen und das Land Israel kennen gelernt. Durch die Erfahrung selbst Forschung zu betreiben, kann ich mir nun besser vorstellen wie es ist später selbst in der Forschung zu arbeiten. Ich habe eine wundervolle Zeit in Israel verbracht und möchte mich beim Förderverein der BiologieOlympiade e.V. dafür bedanken, dass sie mich für das ISSI vorgeschlagen haben und der Deutschen Gesellschaft der Freunde des Weizmann Instituts e.V für diese Möglichkeit bedanken. Kathrin Öhlenschläger Seite 9 von 14 5. VBIO Newsletter - Kaffee hält DNA fit Viele Menschen trinken gerne und regelmäßig viel Kaffee und schätzen den koffeinhaltigen Wachmacher. Lebensmittelchemiker von der Technischen Universität Kaiserslautern haben jetzt herausgefunden, dass regelmäßiger Kaffeekonsum das Erbmolekül DNA offenbar vor Schäden schützt, die sonst durch Umwelteinflüsse, wie etwa UV-Licht, entstehen können. Kaffee verhindert die sogenannten DNA-Strangbrüche, die zum Zelltod oder zu Mutationen führen können. Für ihre Studie untersuchten die Wissenschaftler um Prof. Dr. Elke Richling vier Wochen lang 84 gesunde Männer. Die Hälfte von ihnen sollte täglich 750 Milliliter Kaffee trinken, die andere bekam stattdessen Wasser. Die Probanden sollten während dieser Zeit ihre üblichen Ernährungsgewohnheiten beibehalten und andere koffeinhaltige Produkte vermeiden. Vor und nach der Testphase untersuchten die Forscher das Erbgut der weißen Blutkörperchen auf sogenannte Strangbrüche im Erbmaterial. Solche Brüche des strickleiterartigen Moleküls kann der Körper nur schwer reparieren. Sie führen deshalb zur Alterung der Zellen und im schlimmsten Falle zu Krebs. „Zu Beginn der Studie zeigten beide Gruppen ein ähnliche Anzahl an DNA-Strangbrüchen", berichtet die Mitarbeiterin Dr. Tamara Bakuradze von der TU Kaiserslautern. Nach vier Wochen wiesen die Männer, die nur Wasser getrunken hatten, geringfügig mehr DNA - Strangbrüche in ihren weißen Blutkörperchen auf. In der Kaffeetrinker-Gruppe dagegen war die Anzahl der Strangbrüche deutlich gesunken. Insgesamt gab es 27 Prozent weniger Strangbrüche bei den Kaffeetrinkern. „Wir kommen zu dem Schluss, dass regelmäßiger Kaffeekonsum zur Instandhaltung der DNA beiträgt", fassen die Lebensmittelchemiker ihre Ergebnisse zusammen. Das könnte erklären, warum dem Kaffeegenuss immer wieder positive und vorbeugende Effekte vor allem bei degenerativen Krankheiten wie Krebs, Altersdiabetes, Parkinson und HerzKreislaufleiden zugeschrieben werden. Ob der Kaffee die Gene wirklich dauerhaft fit hält, sollen bald neue Studien mit einer deutlich größeren Anzahl von Männern und Frauen zeigen. Das Ergebnis der Studie haben die Forscher im European Journal of Nutrition veröffentlicht. T. Bakuradze, R. Lang, T. Hofmann, G. Eisenbrand, D. Schipp, J. Galan, E. Richling: Consumption of a dark roast coffee decreases the level of spontaneous DNA strand breaks: a randomized controlled trial, Eur J Nutr. 2015 Feb;54(1):149-56. doi: 10.1007/s00394-0140696-x. Technische Universität Kaiserslautern http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs0 0394-014-0696-x# 6. Publikationsliste unserer Mitglieder 6.1. Single-molecule imaging reveals that small amyloid-β1-42 oligomers interact with the cellular prion protein (PrP(C)). Ganzinger Kristina, Narayan P, Qamar SS, Weimann L, Ranasinghe RT, Aguzzi A, Dobson CM, McColl J, St George-Hyslop P, Klenerman D. Oligomers of the amyloid-β peptide (Aβ) play a central role in the pathogenesis of Alzheimer's disease and have been suggested to induce neurotoxicity by binding to a plethora of cell-surface receptors. However, the heterogeneous mixtures of oligomers of varying sizes and conformations formed by A β42 have obscured the nature of the oligomeric species that bind to a given receptor. Here, we have used single-molecule imaging to characterize Aβ42 oligomers (oAβ42) and to confirm the controversial interaction of oAβ42 with the cellular prion protein (PrP(C)) on live neuronal cells. Our results show that, at nanomolar concentrations, oAβ42 interacts with PrP(C) and that the species bound to PrP(C) are predominantly small oligomers (dimers and trimers). Single-molecule biophysical studies can thus aid in deciphering the mechanisms that underlie receptor-mediated oAβ-induced neurotoxicity, and ultimately facilitate the discovery of novel inhibitors of these pathways. PMID: 25294384 Chembiochem. 2014 Nov 24;15(17):2515-21. doi: 10.1002/cbic.201402377. Epub 2014 Oct 7 Seite 10 von 14 6.2. The defense substance allicin from garlic permeabilizes membranes of Beta vulgaris, Rhoeo discolor, Chara corallina and artificial lipid bilayers. Gruhlke Martin, Hemmis B, Noll U, Wagner R, Lühring H, Slusarenko AJ. BACKGROUND: Allicin (diallylthiosulfinate) is the major volatile- and antimicrobial substance produced by garlic cells upon wounding. We tested the hypothesis that allicin affects membrane function and investigated 1) betanine pigment leakage from beetroot (Beta vulgaris) tissue, 2) the semipermeability of the vacuolar membrane of Rhoeo discolor cells, 3) the electrophysiology of plasmalemma and tonoplast of Chara corallina and 4) electrical conductivity of artificial lipid bilayers. METHODS: Garlic juice and chemically synthesized allicin were used and betanine loss into the medium was monitored spectrophotometrically. Rhoeo cells were studied microscopically and Chara - and artificial membranes were patch clamped. RESULTS: Beet cell membranes were approximately 200-fold more sensitive to allicin on a mol-for-mol basis than to dimethyl sulfoxide (DMSO) and approximately 400-fold more sensitive to allicin than to ethanol. Allicin-treated Rhoeo discolor cells lost the ability to plasmolyse in an osmoticum, confirming that their membranes had lost semipermeability after allicin treatment. Furthermore, allicin and garlic juice diluted in artificial pond water caused an immediate strong depolarization, and a decrease in membrane resistance at the plasmalemma of Chara, and caused pore formation in the tonoplast and artificial lipid bilayers. CONCLUSIONS: Allicin increases the permeability of membranes. GENERAL SIGNIFICA NCE: Since garlic is a common foodstuff the physiological effects of its constituents are important. Allicin's ability to permeabilize cell membranes may contribute to its antimicrobial activity independently of its activity as a thiol reagent. PMID: 25484312 Biochim Biophys Acta. 2014 Dec 4;1850(4):602-611. doi: 10.1016/j.bbagen.2014.11.020. [Epub ahead of print] 6.3. Intracoronary Delivery of Injectable Bioabsorbable Scaffold (IK-5001) to Treat Left Ventricular Remodeling After ST-Elevation Myocardial Infarction: A First-in-Man Study. Frey N, Linke Axel, Süselbeck T, Müller-Ehmsen J, Vermeersch P, Schoors D, Rosenberg M, Bea F, Tuvia S, Leor J. BACKGROUND: We aimed to test, for the first time, the feasibility of intracoronary delivery of an innovative, injectable bioabsorbable scaffold (IK-5001), to prevent or reverse adverse left ventricular remodeling and dysfunction in patients after ST-segment-elevation myocardial infarction. METHODS AND RESULTS: Patients (n=27) with moderate-to-large ST-segment-elevation myocardial infarctions, after successful revascularization, were enrolled. Two milliliters of IK-5001, a solution of 1% sodium alginate plus 0.3% calcium gluconate, was administered by selective injection through the infarct-related coronary artery within 7 days after myocardial infarction. IK-5001 is assumed to permeate the infarcted tissue, crosslinking into a hydrogel and forming a bioabsorbable cardiac scaffold. Coronary angiography, 3 minutes after injection, confirmed that the injection did not impair coronary flow and myocardial perfusion. Furthermore, IK-5001 deployment was not associated with additional myocardial injury or re-elevation of cardiac biomarkers. Clinical assessments, echocardiographic studies, 12-lead electrocardiograms, 24hour Holter monitoring, blood tests, and completion of Minnesota Living with Heart Failure Questionnaires were repeated during follow-up visits at 30, 90, and 180 days after treatment. During a 6-month follow-up, these tests confirmed favorable tolerability of the procedure, without device-related adverse events, serious arrhythmias, blood test abnormalities, or death. Serial echocardiographic studies showed preservation of left ventricular indices and left ventricular ejection fraction. Seite 11 von 14 CONCLUSIONS: This first-in-man pilot study shows that intracoronary deployment of an IK-5001 scaffold is feasible and well tolerated. Our results have promoted the initiation of a multicenter, randomized controlled trial to confirm the safety and efficacy of this new approach in high-risk patients after ST-segment-elevation myocardial infarction. PMID: 25351198 Circ Cardiovasc Interv. 2014 Dec;7(6):806-12. doi: 10.1161/CIRCINTERVENT IONS.114.001478. Epub 2014 Oct 28. 6.4. Internet gaming disorder, social network disorder and laterality: handedness relates to pathological use of social networks. Bouna-Pyrrou P, Mühle Christiane, Kornhuber J, Lenz B. The internet age bears new challenges that include health risks. It is agreed that excessive internet use may reach pathological levels. However, the concept of internet addiction lacks specificity and, therefore, warrants studies on its diagnostic and etiologic classification. This study was conducted to characterize the novel DSM-5 criteria for internet gaming disorder and the adapted criteria for the "social network disorder". Based on the established association of handedness and substance use disorders, we also explored whether internet use related to laterality. For this study, 3,287 volunteers participated in the online survey and gave particulars concerning their internet use in general, internet gaming and use of social networks, laterality markers (hand, foot, eye, ear, rotational preference in gymnastics, and head turning asymmetry) and health status. Of the participants, 1.1 % fulfilled the criteria for internet gaming disorder, and 1.8 % fulfilled the criteria for social network disorder. The applied criteria were highly correlated with the time spent on the respective internet activities (p < 4 × 10-56). The analyses of comorbidity and working hours support the thresholds of 5/9 criteria and ≥30 h/week spent on the internet for the classification as pathological (p < 5 × 10-2). Moreover, we found that left-handedness related to more affirmed criteria and longer times spent on social networks (p ≤ 4 × 10-2). The provided criteria proved to be user-friendly, comprehensible and well accepted. The results contribute to a better understanding of pathological internet gaming and social network use and provide evidence that biological markers of substance use disorders are involved in internet addiction. PMID: 25576300 J Neural Transm. 2015 Jan 10. [Epub ahead of print] 6.5. Transcatheter Aortic Valve Replacement Indications Should be Expanded to Lower-Risk and Younger Patients. Haussig S, Linke Axel. PMID: 25539520 Circulation. 2014 Dec 23;130(25):2321-31. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.008144. 6.6. Weitere Secretion of acid Sphingomyelinase is affected by its polymorphic signal peptide. Rhein C, Reichel M, Mühle Christiane, Rotter A, Schwab SG, Kornhuber J. PMID: 25301364 Cell Physiol Biochem. 2014;34(4):1385-401. doi: 10.1159/000366345. Epub 2014 Oct 2. 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