Genome Sequencer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gerät wurde im Rahmen einer zentralen Einheit („core facility“) von etlichen Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität, der Universitätsmedizin Mainz, dem Institut für Molekulare Biologie der Boehringer-Ingelheim Stiftung, dem Institut für Biotechnologie und Wirkstoffforschung für viele interne Sequenzier-Projekte und in einigen externen Kooperationsprojekten eingesetzt. Die Art der Projekte ist so vielfältig wie die Anwendung der „next generation sequencing“-Technologie und reicht von de novo Sequenzierungen bisher unbekannter Genome über Transkriptomanalysen und „alter DNA“ bis hin zu ChipSeq und Bisulfitsequenzierungen. Projekte innerhalb der Johannes Gutenberg Universität: J. Burger, R. Bollongino: Ursprung der Europäer und ihrer Haustiere. Erforschung prähistorischer Populationsgenetik im eurasischen Raum. Populationsgenetik der Haustiere und deren wilder Vorfahren (v.a. Rind und Auerochse). Erzeugung eines neuen paleogenetischen Datensatzes (Ausgangsmaterial ca. 6000 Jahre alt), der zeigt, dass die Mischpopulation aus Jäger-Sammlern und immigrierten Ackerbauern als Vorfahren heutiger Europäer in Betracht kommt. Die NGS-Einheit wird dabei sowohl zur Erstellung vollständiger mitochondrialer Genome als auch zur Sequenzierung genomischer Marker (shotgun bzw. 400 neutrale loci à 400 bp und ca. 170 potentiell unter Selektion stehende Marker) genutzt. A.J. Moore: "Evolution of edaphic association in Cherleria (Minuartia s.l.; Caryophyllaceae) using Genotyping by Sequencing (GBS) and coalescence simulations" M. Dillenberger: "Evolution of edaphic association in Facchinia (Minuartia s.l.; Caryophyllaceae) using Genotyping by Sequencing (GBS) and coalescence simulations" J. Kadereit "Evolution of the European alpine flora" S. Foitzik: „The evolutionary significance of within- and between-colony variation in behavior, morphology, genetic composition and immuno-competence in ants” S. Foitzik: “Natural selection in structured populations:„Selection and the evolution of resistance in structured host populations“ E. Thines: “Molekulare Grundlagen der Pflanze-Pathogen Interaktionen im rebenpathogenen Pilz Guignardia bidwellii. Untersuchungen zur Biosynthese von Phytotoxinen und Regulation der Sekundärmetabolitenbildung (hierzu eine Genomsequenzierung und zwei Transkriptome)”; „Molekulare Grundlage des Dimorphismus im weizenpathogenen Pilz Mycosphaerella graminicola (4 Transkriptome)“; „Untersuchung der Biosynthese von Allathofuranon, einem Candida-aktiven Wirkstoff aus Allantophomopsis lycopodium (Genom und Transkriptom); Charakterisierung der Omphalotin Biosynthese in Omphalotus olearius (Genom und Transkriptom) E. R Schmidt: „Characterization of the molecular basis of the columnar growth phenotype: identification of the so called „Co-gene“ and comparative analysis of the transcriptomes of various tissues from noncolumnar versus columnar apple varieties” (in cooperation with the Geisenheim University); „Genkaskaden bei der Differenzierung mesenchymaler Stammzellen am Modellsystem „Rind“ als Grundlage für das Verständnis der in vitro-Differenzierung adulter Stammzellen im Hinblick auf zukünftige Stammzelltherapien“ T. Hankeln: „Genom- und Transkriptomanalysen bei der Blindmulle Spalax, einem Modell für Hypoxietoleranz, Krebsresistenz und erfolgreiches Altern“; Phylogenomics of Spiralia: Syndermata, Gnathifera and the Platyzoa hypothesis; Experimental population genomics of local climate adaptation in Chironomus riparius; Funktionelle Analysen von Atmungsproteinen der Vertebraten: die physiologische Bedeutung von Neuroglobin, Cytoglobin und Myoglobin in transgenen Tieren, Knockout-Modellen sowie in Tumoren; All-Food-Seq: ein neuartiges Verfahren zur Identifikation von Lebensmittelkomponenten durch Next-Generation-Sequencing G. Pflugfelder: “Sequencing of the genome of Drosophila mediopunctata” (cooperation with Prof. L. B. Klaczko, Univ. Campina, Brasil) D. Thiele, A. Hapke, H. Zischler: Genetische Diversität an Verbreitungsrändern von Lemurenarten der Familie Cheirogaleidae in Südmadagaskar C. Driller + H. Zischler: Etablierung der GBS-Methode für phylogeographische Analysen der Gattung Tarsius. D. Rosenkranz / H. Zischler: Charakterisierung der piRNA-Transkriptome repräsentativer Primatenvertreter; Evolution des piRNA Transkriptoms auf den Linien zu Macaca mulatta und Macaca fascicularis; Charakterisierung des sRNA-Transkriptoms von Tupaia belangeri als Außengruppe zu den Primaten; Vergleich der sRNA-Transkriptome der männlichen und weiblichen Keimbahn bei Kaninchen. Projekte aus der Universitätsmedizin Mainz: V. Lennerz, Th. Wölfel: „Next-Generation-Sequencing zur Identifizierung immunologisch relevanter Genveränderungen für die Entwicklung gezielter Krebsimmuntherapien“ L. Wojnowski: „Die Bedeutung der Topoisomerase II beta in der Herzfunktion“;„The role of transcriptional repression in the tumor response to TOP2 inhibitors“ Projekte aus dem Institut für Molekulare Biologie (Stiftung Boehringer-Ingelheim): C. Niehrs: RNAseq: Gadd45, Ing1, DKO mutant MEFs; Mouse spinal cord Gadd45g mutant mice; Mouse hippocampus Gadd45a mutant mice; Xenopus embryo Morphants. ChIP seq: Gadd45a, Gadd45g in differentiating ES cells Falk Butter: The global regulatory effects of HOT1, a protein identified as a direct double strand telomere binding protein. The transcriptome upon TALEN-mediated knock-out of HOT1 in comparison to wild-type. ChIP-seq for HOT1 (1 lane SR 50) to identify further binding sites of HOT1 in the genome and RIP-seq of HOT1 (2 lanes PE 50) to identify bound RNA species by a global approach. Holger Richly: Stammzelldifferenzierung, DNA Reparatur und Ageing. Rene Ketting: piRNA profiling from zebrafish mutant gonads. Mutants analysed: tdrd6, tdrd9, moto; RNAseq on zebrafish mutants and immuno-precipitations; piRNA profiling from transgenic zebrafish lines; ChIPseq experiments on early zebrafish embryos; small RNA profiling from C. elegans mutants (genes: pid-1, mut-7, prg-1); small RNA profiling C. elegans transgenic lines; Whole genome re-sequencing of C. elegans mutants G. Reid: Systems approach to gene regulation biology through nuclear receptors (SYNERGY); Mechanistic studies of doxorubicin-induced heart failure; the epigenetic landscape of the heart in ischemia-reperfusion injury; Analysis of whole genome shRNAi screens in characterising and analysing the effect of novel small molecules that induce profound epigenetic changes in cells. Jean-Yves Roignant: Function of the exon junction complex in the Piwi-interacting RNA (piRNA) pathway; the connection between the exon junction complex and its splicing function. V. Tiwari: Investigating gene regulatory network during carcinogenesis and differentiation N. Soshnikova: Identification and characterization of different cell types within the intestinal epithelium
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012) proTRAC - a software for probabilistic piRNA cluster detection, visualization and analysis. BMC Bioinformatics 13:5
Rosenkranz D, Zischler H
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(2012) The transcriptomes of columnar and standard type apple trees (Malus x domestica) a comparative study. Gene 498: 223-230
Krost, C., Petersen, R., Schmidt, E. R.
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(2012) Transcriptome analysis of the spalax hypoxia survival response includes suppression of apoptosis and tight control of angiogenesis. BMC Genomics. 2012 Nov 13;13:615
Malik A, Korol A, Weber M, Hankeln T, Avivi A, Band M
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(2013) 2000 Years of Parallel Societies in Stone Age Central Europe. Science 342: 479-481
Bollongino R, Nehlich O, Richards P, Orschiedt J, Thomas MG, Sell C, Fajkosova Z, Powell A, Burger J
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(2013) Evaluation of the hormonal state of columnar apple trees (Malus x domestica) based on high throughput gene expression studies. Plant Molecular Biology 81: 211-220
Krost, C., Petersen, R., Lokan, S., Brauksiepe, B., Braun, P., Schmidt, E. R.
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(2013) Integrative analysis of deep sequencing data identifies estrogen receptor early response genes and links ATAD3B to poor survival in breast cancer. PLoS Comput Biol. :e1003100
Ovaska K, Matarese F, Grote K, Charapitsa I, Cervera A, Liu C, Reid G, Seifert M, Stunnenberg HG, Hautaniemi S
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(2013) New phylogenomic data support the monophyly of Lophophorata and an Ectoproct-Phoronid clade and indicate that Polyzoa and Kryptrochozoa are caused by systematic bias. BMC Evol Biol. Nov 17;13:253
Nesnidal MP, Helmkampf M, Meyer A, Witek A, Bruchhaus I, Ebersberger I, Hankeln T, Lieb B, Struck TH, Hausdorf B
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(2013) Phylogenetic analyses of endoparasitic Acanthocephala based on mitochondrial genomes suggest secondary loss of sensory organs. Mol Phylogenet Evol. Jan;66(1):182-9
Weber M, Wey-Fabrizius AR, Podsiadlowski L, Witek A, Schill RO, Sugar L, Herlyn H, Hankeln T
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“Ing1 functions in DNA demethylation by directing Gadd45a to H3K4me3” (2013). Genes Dev. 2013 27:261-73
Schäfer A, Karaulanov E, Stapf U, Döderlein G, Niehrs C
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(2014) Extensive transcriptional complexity during hypoxia-regulated expression of the myoglobin gene in cancer. Hum Mol Genet. Jan 15;23(2):479-90
Bicker A, Dietrich D, Gleixner E, Kristiansen G, Gorr TA, Hankeln T
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(2014) The columnar mutation („Co gene“) of apple (Malus x domestica) is associated with an integration of a Gypsy-like retrotransposon. Molecular Breeding 33: 863-880
Otto, D., Petersen, R., Brauksiepe, B., Braun, P., Schmidt, E. R.
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(2014) Transcriptome Data Reveal Syndermatan Relationships and Suggest the Evolution of Endoparasitism in Acanthocephala via an Epizoic Stage. PLoS One, Feb 10;9(2):e88618
Wey-Fabrizius AR, Herlyn H, Rieger B, Rosenkranz D, Witek A, Welch DB, Ebersberger I, Hankeln T
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(2014) “Inference of RNA Polymerase II Transcription Dynamics from Chromatin Immunoprecipitation Time Course Data”
Maina C, Honkela A, Matarese F, Grote K, Stunnenberg HG, Reid G, Lawrence ND, Rattray M
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(2014). Gene expression patterns associated with caste and reproductive status in the ant Temnothorax longispinosus: worker-specific genes are more derived than queen-specific ones. Molecular Ecology 23:151-161
Feldmeyer B., Elsner D., S. Foitzik
