(focus)uni lübeck - Universität zu Lübeck
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| Forschung aktuell<br />
Funktionsweise des Membranproteins WaaA <strong>zu</strong> bestimmen,<br />
das das Kdo auf ein Lipoid A Molekül überträgt.<br />
H. Schmidt, G. Hansen, S. Singh, A. Hanuszkiewicz, B. Lindner, K. Fukase,<br />
R.W. Woodard, O. Holst, R. Hilgenfeld, U. Mamat, et al., „Structural and mechanistic<br />
analysis of the membrane-embedded glycosyltransferase WaaA<br />
required for lipopolysaccharide synthesis”, P. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109,<br />
6253–6258.<br />
Mutationen im RAD21-Gen als genetische Ursache<br />
einer seltenen Erberkrankung<br />
Institut für Humangenetik<br />
Forschungsergebnisse der Arbeitsgruppe von Dr. Frank Kaiser<br />
aus dem Institut für Humangenetik (Direktorin: Prof. Dr.<br />
Gillessen-Kaesbach) geben neue Einblicke auf dem Gebiet<br />
seltener genetischer Erkrankungen. Im Fokus steht dabei<br />
der hoch konservierte Cohesin-Protein-Komplex, welcher<br />
ursprünglich nach seiner Funktion bei der Regulation der<br />
sogenannten Schwesterchromatiden-Paarung während der<br />
Mitose und Meiose benannt wurde. In einem internationalen<br />
Kooperationsprojekt mit der Arbeitsgruppe von Dr. Matthew<br />
Deardorff aus der Kinderklinik in Philadelphia (USA) konnten<br />
erstmalig Mutationen im RAD21-Gen als genetische Ursache<br />
für eine so genannte Cohesinopathie beschrieben und funktionell<br />
charakterisiert werden. Die Patienten zeigen untere<br />
anderem einen Kleinwuchs, Fehlbildungen der Extremitäten<br />
und faziale Auffälligkeiten. Aufwendige funktionelle Analysen<br />
stellten heraus, dass die identifizierten Mutationen die<br />
koordinierte Ausbildung des Cohesin-Protein-Komplexes<br />
verändern. Dies wiederum führt <strong>zu</strong> Störungen unterschiedlicher<br />
DNA-Reparaturmechanismen und bei der Zellteilung.<br />
Weitere Analysen in Zebrafischen zeigten, dass die identifizierten<br />
Mutationen <strong>zu</strong>sätzlich Veränderungen spezifischer<br />
Expressionsmuster wichtiger Gene der Embryonalentwicklung<br />
stören bzw. aufheben. Die vorliegende Arbeit stellt die<br />
wichtige Rolle des RAD21-Genproduktes in zahlreichen physiologischen<br />
Prozessen heraus und gibt somit neue Einblicke<br />
in die Pathophysiologie der Cohesinopathien.<br />
M.A. Deardorff, J.J. Wilde, M. Albrecht, E. Dickinson, S. Tennstedt, D. Braunholz,<br />
M. Mönnich, Y. Yan, W. Xu, M.C. Gil-Rodriguez, et al., „RAD21 Mutations<br />
Cause a Human Cohesinopathy“, Am. J. Hum. Genet. 2012, 90, 1-14.<br />
Modellierung der Progression primärer Hirntumore<br />
Institut für Medizintechnik / Institut für Neuroradiologie<br />
Eine zentrale Schwierigkeit bei primären Hirntumoren (Glioblastom)<br />
ist die Befähigung individueller Bündel an Krebszellen,<br />
umliegendes, gesundes Gewebe <strong>zu</strong> infiltrieren. Diese distal<br />
vom eigentlichen Tumorherd befindlichen Zellen bilden<br />
sich - aufgrund ihrer geringen Anzahl - nicht als Signal in den<br />
29. JAHRGANG | HEFT 2 | OKTOBER 2012 |<br />
magnetresonanztomographischen Bildgebungsdaten ab,<br />
auf der die Planung der Behandlung basiert. Diese Zelle stellen<br />
jedoch einen zentralen Ausgangspunkt für ein erneutes<br />
Auftreten der Erkrankung und, damit einhergehend, für die<br />
Fatalität der Erkrankung dar.<br />
Das Ziel ist, die infiltrierten Bereiche basierend auf einem<br />
durch die Modellierung eingebrachten a priori Wissen<br />
<strong>zu</strong> identifizieren und damit eine Entscheidungshilfe für die<br />
Planung klinischer Intervention bereit<strong>zu</strong>stellen. Eine erste<br />
Schwierigkeit, die es <strong>zu</strong> lösen gilt, ist die Entwicklung von<br />
Verfahren, die eine patientenindividuelle Modellierung erlauben.<br />
Da<strong>zu</strong> haben die Autoren und Autorinnen neben einem<br />
neuartigen Ansatz <strong>zu</strong>r Modellindividualisierung ein effizientes,<br />
numerisches Verfahren <strong>zu</strong>r Lösung des „direkten<br />
Problems“ - der Modellierung der Tumorprogression bei gegebenen<br />
Modellparametern - entwickelt. Die Kalibrierung<br />
des Modells bezüglich patientenindividueller Bildgebungsdaten<br />
erfolgt über die Lösung eines „inversen Problems“, der<br />
Schät<strong>zu</strong>ng der Modellparameter basierend auf Observablen.<br />
A. Toma, A. Mang, T.A. Schuetz, S. Becker, C. Mohr, T. Eckey, D. Petersen, T. M.<br />
Bu<strong>zu</strong>g, “Biophysical modeling of brain tumor progression: From unconditionally<br />
stable explicit time integration to an inverse problem with parabolic<br />
PDE constraints for model calibration”, Med. Phys. 2012, 39, 4444-4460.<br />
Neue Methode <strong>zu</strong>r Modellierung des Tumorwachstums<br />
Institut für Medizintechnik<br />
Eine besondere Herausforderung der onkologischen Forschung<br />
stellen maligne Tumore des zentralen Nervensystems<br />
dar. Die Progression ist bislang nur wenig verstanden und<br />
die Prognose für den Patienten in den meisten Fällen sehr<br />
schlecht. Ein besseres Verständnis der Prozesse, denen die<br />
Tumorprogression unterliegt, ist von zentralem Interesse, um<br />
verbesserte Behandlungsstrategien <strong>zu</strong> entwickeln. Die mathematische<br />
Modellierung der Prozesse stellt ein mächtiges<br />
Werkzeug dar. Hypothesen über den Verlauf der Tumorerkrankung<br />
können getestet werden und damit das Verständnis<br />
für die Krankheit vertiefen. In der vorliegenden Arbeit<br />
wird die avaskuläre Tumorprogression auf der zellulären Ebene<br />
behandelt. Es werden kontinuierliche Beschreibungen für<br />
Einflussfaktoren wie Nährstoffe und die extrazelluläre Matrix<br />
über partielle Differentialgleichungen dargestellt sowie die<br />
Tumorzellen individuell betrachtet, um eine realistische Modellierung<br />
der dynamischen Prozesse <strong>zu</strong> gewährleisten. Als<br />
eine große Vereinfachung des Systems wurden die matrixdegradierenden<br />
Enzyme implizit eingebunden und erhalten<br />
somit eine schnelle und naturgetreue Beschreibung der Tumorprogression.<br />
A. Toma, A. Mang, T.A. Schütz, S. Becker, T.M. Bu<strong>zu</strong>g, „A Novel Method for<br />
Simulating the Extracellular Matrix in Models of Tumour Growth“, Com-<br />
(<strong>focus</strong>) <strong>uni</strong> <strong>lübeck</strong><br />
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