Forschung 14Genomweite, nicht-redundantecDNA Klonkollektionenfür verschiedene ModellorganismenUwe Radelof 1 , Anke Schroth 2 , Johannes Maurer 1 , Bernhard Korn 2RZPD Deutsches Ressourcenzentrum für Genomforschung, 1 Heubnerweg 6, 14059 Berlin,2Im Neuenheimer Feld 580, 69120 HeidelbergDer Zugang zur Gesamtheit der Gene eines Organismusist eine unabdingbare Voraussetzungfür das Verständnis seiner physiologischen Prozessewie Entwicklung, Differenzierung, Pathogeneseoder Anpassung an Umweltbedingungen.Genexpressions-Profiling ist eine derSchlüsseltechnologie zur Analyse der Funktionund des Zusammenspiels von Genen in diesenProzessen. Genomweite, nicht-redundante Kollektionenvon Genrepräsentanten (z.B. cDNA-Klone) liefern eine Basis für das Expressions-Profiling aller Gene des zu untersuchenden Organismusoder Gewebes.Auf Grund der großen Bedeutung und der ständigsteigenden Nachfrage nach hochqualitativennicht-redundanten cDNA-Klonkollektionenhat das RZPD (www.rzpd.de) einen Schwerpunktauf die systematische Entwicklung undkontinuierliche Verbesserung dieser Klonkollektionengelegt. Die RZPD-Produktgruppe“Unigene Sets“, umfasst derzeit genomweiteKollektionen für die Organismen Mensch,Maus, Ratte, Xenopus, Rind und Zuckerrübe.Die Unigene Sets stehen in ihrer Gesamtheitoder als indikationsspezifische Subsets als E.coli Klone, als PCR Produkte (auf Wunsch auchaufgereinigt und in definierter Konzentration)und als DNA-Macroarrays zur Verfügung. Indikations-spezifischeSubsets können auch alsMicroarrays geliefert werden.1 Mensch & MausDas Human Unigene Set – RZPD3.1Abb 1: Spezifische Anfärbung des Kardiovaskularsystemseines Mausembryosdurch eine Whole Mount In Situ Hybridisierung.(B. Hermann)und das Mouse Unigene Set – RZPD2 wurdenam RZPD entwickelt. Beide Sets sind vollständigsequenzverifiziert. Alle Klone dieser Setssind auf PCR Amplifizierbarkeit und die Abwesenheitvon Kontaminationen mit Phagen undanderen Mikroorganismen getestet. Die Resultatedieser Qualitätstests sind elektronischdokumentiert und werden auf Anfrage zur Verfügunggestellt. Mehr als 100.000 EST Sequenzen,die im Rahmen der Sequenzverifizierunggeneriert wurden, sind über GenBank verfügbar.Für jeden Klon wurden alle verfügbaren Informationenübersichtlich in einer Annotationstabellezusammengestellt.1.1 Human Unigene Set –RZPD3.1Das Human Unigene Set – RZPD3.1 istderzeit die weltweit umfangreichste und bestcharakterisiertenichtredundante cDNA-Kollektionfür das Humangenom (s. Abbott, 2002).Das Set enthält 36.500 cDNA-Klone. Von diesenKlonen repräsentieren 15.500 jeweils ein“Ensembl-Gen“. Die übrigen Klone repräsentierenNCBI UniGene Cluster, die nicht in Ensemblannotiert sind.1.2 Human Ensembl Set –RZPD1.1Das Human Ensembl Set – RZPD1.1wurde in Kooperation mit der Forschungsgruppevon Marie-Laure Yaspo (Abt. Lehrach) vomMax-Planck-Institut für Molekulare Genetik,Berlin, erstellt. Das Set besteht derzeit aus15.500 cDNA Klonen. Jeder Klon repräsentiertgenau ein “Ensembl-Gen“. Über www.genome-matrix.orgbesteht über eine intuitiv zubenutzende graphische Oberfläche Zugang zueiner umfassenden Informationsquelle bezüglichder repräsentierten Gene. Ende Novemberwird das Human Ensembl Set um ca. 5.000manuell vereinzelte, sequenzverifizierte KloneGenomXPress 3/03
15 Forschungauf dann über 20.000 “Ensembl Gen“-Repräsentantenerweitert.1.3 Mouse Unigene Set –RZPD2Mit dem Release 2 des Mouse UnigeneSets stellt das RZPD analog zum Human UnigeneSet eine vollständig sequenzverifiziertecDNA-Klonkollektion zur Verfügung. Das Setenthält 22.000 cDNA-Klone. Ca. 11.000 dieserKlone entstammen der von LION Bioscienceentwickelten arrayTAG Mauskollektion. Bei denübrigen 11.000 Klonen wurde auf dieI.M.A.G.E. Klonkollektion zurückgegriffen. Für2.615 dieser Klone stehen “Whole Mount InSitu Images“ von Mausembryonen zur Verfügung(Arbeitsgruppe von Bernhard Hermann),die Auskunft über das Expressionsmuster desjeweiligen Gens geben.1.4 NIA Mouse cDNA –clone collectionEin 7.4k und ein 15k nicht-redundantescDNA Klonset wurden vom National Instituteof Aging (NIA, http://www.nia.nih.gov)importiert. Das 7.4k Set ist abgeleitet von verschiedenenStammzelllinien, Präimplantations-Embryonen und Organen neugeborener Mäuse.Das 15k Set hat seinen Ursprung hauptsächlichin Präimplantations- und frühen Postimplatations-Embryonen.1.5 Mouse arrayTAGDas Mouse arrayTAG Klonset, das aus 20.000sequenzverifizierten cDNA Klonen besteht, wurdevon der LION Bioscience AG entwickelt undwird nun weltweit exklusiv (außer Asien/Pazifik)durch das RZPD verfügbar gemacht. Ca.11.000 dieser Klone sind auch Bestandteil desMouse Unigene Sets – RZPD2.2 RatteAls Basis für die Herstellung eines sequenzverifiziertenRat Unigene Sets hat dasRZPD zwei nicht-redundante cDNA Klonsetsimportiert, die als separate Sets bereits jetzt zurVerfügung stehen. Hierbei handelt es sicheinerseits um die Rat arrayTAG Klonkollektionder LION Bioscience AG, die aus 20.000 sequenzverifiziertenKlonen besteht.Andererseitsverfügt das RZPD seit kurzem auch über diezweite, gründlich überarbeitete Version der RatNon-Redundant Klonkollektion der UniversitätIowa, die unter Leitung von Bento Soares hergestelltwurde. Diese Klonkollektion bestehtaus 16.500 Klonen.3 XenopusZur Erstellung eines nicht-redundantencDNA Klonsets für Xenopus laevis wurden inKooperation mit der Gruppe von Dr. Jobst Landgrebe(Universität Göttingen) 16.000 Kloneausgewählt. Die Klone, die aus der I.M.A.G.E.Klonkollektion re-arrayed wurden, befindensich derzeit in der Sequenzverifizierung. Dasverifizierte Xenopus Unigene Set – RZPD1.1wird Ende Oktober zur Verfügung stehen.4 RindIm Rahmen eines EU-Projektes wurdeausgehend von über 200.000 cDNA-Kloneneiner Rinderhirn-cDNA-Bibliothek durch OligonucleotidFingerpriting ein 27.000 cDNA-Kloneumfassendes, nahezu nicht-redundantes Klonsethergestellt. Das Set wird ab Oktober zurVerfügung gestellt. Die Klone befinden sichderzeit in der Sequenzierung.5 ZuckerrübeIn Kooperation mit der KWS Saat AGwurde, ausgehend von 200.000 cDNA-Klonen,aus vier cDNA-Bibliotheken verschiedener Gewebeund Entwicklungsstadien der Zuckerrübe,durch Oligonucleotid Fingerprinting ein nahezunichtredundantes cDNA-Klonset hergestellt(Herwig et al., 2002). Das Set umfasst 25.000Klone. Die Bedingungen für die Verfügbarkeitder Klone am RZPD werden momentan mit derKWS Saat AG verhandelt.Neben den beschriebenen genomweiten, nichtredundantenKlonsets verfügen die Mitarbeiterdes RZPD mittlerweile über ein umfangreichesKnow-How bezüglich der Herstellung von “UnigeneSets“, das sie interessierten Forschungsgruppensehr gerne für die Herstellung ähnlicherSets für andere Organismen bzw. Gewebezur Verfügung stellen.Literatur• Abbott A. (2002) Gene centre chips in with betterroute to microarrays. Nature 420(6911): 3• Herwig R. et al. (2002) Construction of a 'unigene'cDNA clone set by oligonucleotide fingerprintingallows access to 25 000 potential sugar beet genes.Plant J 32(5): 845-857Weitergehende Informationen: www.rzpd.deAnfragen: unigene@rzpd.deKlone für ÖsterreichGEN-AU kooperiert mit Deutschem Ressourcenzentrum für GenomforschungÖsterreichische Forschungsteams des GenomforschungsprogrammsGEN-AU nutzen jetztDNA-Materialien des Deutschen Ressourcenzentrumsfür Genomforschung (RZPD). BereitsAnfang Juli schloss das RZPD dazu einenKooperationsvertrag mit dem österreichischenBundesministerium für Bildung, Wissenschaftund Kultur.Das Ministerium finanziert GEN-AU in denersten drei Jahren mit insgesamt 31,74 Mio.Euro. GEN-AU ist ein Forschungsnetzwerk, indem rund 60 österreichische Institutionen, wiebeispielsweise Institute an Universitäten undKliniken aber auch Firmen, die an der Entschlüsselungdes menschlichen und pflanzlichenGenoms sowie des Tiergenoms arbeiten,eingebunden sind. Ebenso wie beim DeutschenHumangenomprojekt zielt GEN-AU mit seinenVerbundprojekten auf die industrielle Verwertungder Forschungsergebnisse ab.Das RZPD gewinnt durch die Kooperation neueKunden in Österreich und erweitert dabei deneigenen Datenbestand: Je nach Kundenvertragfließen die Erkenntnisse, die mit DNA-Materialdes RZPD gewonnen werden, in die nicht-kommerzielleDatenbank des Ressourcenzentrumsein. Damit stehen diese Informationen Forschernaus aller Welt zur Verfügung.www.rzpd.de · www.gen-au.atQuelle: BerliNews 31.8.2003