Core unit

Genome engineering and model development (GEMD)

Kernaktivitäten

Unser Labor ist auf fortschrittliche Stammzellforschung spezialisiert und kombiniert zelluläre Reprogrammierung, Organoidentwicklung, Genomtechnik und Hochdurchsatzsequenzierung. Hier finden Sie einen Überblick über unsere Kernaktivitäten:

Reprogrammierung und iPSC-Generierung

Wir reprogrammieren somatische Zellen aus leicht zugänglichen Quellen wie Haut oder Urin in induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs). Dieser Prozess beinhaltet die Einführung spezifischer (Yamanaka) Faktoren (OCT4, SOX2, KLF, C-MYC), um die Zellen in einen stammähnlichen Zustand zu versetzen.

iPSC-Qualitätskontrolle

Wir charakterisieren unsere iPSCs gründlich, um ihre Qualität und Pluripotenz sicherzustellen:

  • Karyotypisierung für chromosomale Integrität
  • SNP-Array-Analyse für genetische Variation
  • Bewertung der Pluripotenz (hiPSCore)
  • Bewertung der mitochondrialen DNA-Integrität
  • Short Tandem Repeat (STR)-Analyse zur Identifizierung von Zelllinien

Zelldifferenzierung

  • 2D-Kulturen: Wir differenzieren iPSCs nach etablierten Protokollen in verschiedene Zelltypen.
  • 3D-Organoide: Wir züchten komplexe, organähnliche Strukturen, die Gewebe aus allen drei Keimschichten (Ektoderm, Mesoderm, Endoderm) darstellen. Beispiele hierfür sind Gehirn-, Haut-, Blutgefäß- und Lungenorganoide.

Genomtechnik

Wir verwenden die hochmoderne CRISPR-Technologie für präzise genetische Veränderungen:

  • CRISPR/Cas9-Editing für gezielte Genveränderungen
  • Prime Editing für feinere genetische Veränderungen
  • CRISPR-Screening des gesamten Genoms zur Untersuchung der Genfunktion in großem Maßstab

Sequenzierung und Analyse (das Labor ist mit Illumina-, Nanopore- und PacBio-Sequenzierern ausgestattet)

Unsere umfassenden Sequenzierfähigkeiten umfassen:

  • Short-Read- und Long-Read-DNA-Sequenzierung
  • Amplikon-Sequenzierung für gezielte Analysen
  • Erstellung von DNA-Methylierungsprofilen
  • Sequenzierung mitochondrialer DNA
  • Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNAseq) für detaillierte Genexpressionsanalysen

Durch die Integration dieser Technologien können wir die menschliche Entwicklung und Alterungsprozesse untersuchen, Altern und Alterns-assoziierte Krankheiten modellieren und potenzielle neue therapeutische und präventive Strategien erforschen. Unsere Arbeit trägt zu Fortschritten in der personalisierten Medizin, der Arzneimittelentdeckung und der regenerativen Medizin bei.

Leiter GEMD:
Andrea Rossi

Wir haben folgende Software entwickelt, um die bioinformatische Analyse im Labor zu erleichtern:

  • Duesselpore: Analyse von RNA-Sequenzierungsdaten mit einem Standard-Laptop
  • CRISPRnano: Analyse von Genom-Editing-Ereignissen aus verrauschten Sequenzierdaten (z. B. ONT, Oxford Nanopore Technologies) (Link zur Website)
  • Mitopore: Analyse mitochondrialer Genome (Link zur Website)
  • hiPSCore:  iPSC Pluripotenz Test (Link zur Website)

 

Team GEMD

Wissenschaftler

Postdocs

Masterstudierende

Technische Assistenz

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