Thema Gentechnologie. Erwin R. Schmidt Institut für Molekulargenetik Vorlesung #

Transkript

1 Thema Gentechnologie Erwin R. Schmidt Institut für Molekulargenetik Vorlesung #

2

3

4

5

6 Statistik Gentherapiestudien

7 Eigenschaften eines idealen Vektors: Hohe Konzentration (>108 virale Partikel/ml) Einfache und reproduzierbare Herstellung Fähigkeit zur gezielten Integration in das menschliche Genom oder Fähigkeit zur stabilen episomalen Persistenz Regulierbare Genexpression (regelbarer Promoter) Fähigkeit zum Targeting der Zielzellen Keine Immunantwort gegen den Vektor

8 Gentherapie ist bereits ein Markt Quelle:

9 Suchbegr Erste Gentherapie zugelassen: FAZ vom Gentherapien Die nächste Phase der Biotechbranche Zum ersten Mal ist in Europa eine Gentherapie zugelassen worden. Jetzt steht der Hersteller vor der Aufgabe, die teure Entwicklung auf den Markt zu bringen , von Sebastian Balzter, Amsterdam Stoffwechselkrankheit Lipoprotein-Lipase-Mangel (LPLD)

10

11 Erfolgreiche Gentherapie mit tödlichen Nebenwirkungen X-linked severe combined immunodeficiency disease (X-SCID), bekannt als "bubble baby syndrome. 11 Patienten fehlte das Gen IL2RG Das Gen wurde in Stammzellen der Kinder überführt Zwei (inzwischen 3) Kinder entwickelten Leukämie, bzw eine lymphatischen Tumor Das Transgen war bei beiden Kindern in das Tumorgen LMO2 hinein gesprungen

12

13

14 Gesetz zur Regelung der Präimplantationsdiagnose (1) Wer Zellen eines Embryos in vitro vor seinem intrauterinen Transfer genetisch untersucht / / wird mit Freiheitsstrafe bis zu einem Jahr oder mit Geldstrafe bestraft (2) Besteht aber auf Grund der genetischen Disposition / / einer schwerwiegenden Erbkrankheit // handelt nicht rechtswidrig

15 Pflanzengentechnologie Ein natürlicher Helfer für die Pflanzengentechnologie ist das Bakterium Agrobakterium tumefaciens Tumorgallen durch A. tumefaciens

16

17 Pflanzengentechnologie A. tumefaciens injiziert die T-DNA in die Pflanzenzelle, um sie zu mehr Wachstum anzuregen

18 Pflanzengentechnologie DNA-Transfer mit Hilfe von Agrobakterium tumefaciens

19

20 How Agrobacterium genetically transforms plants. From the following article: Agricultural biotechnology: Gene exchange by design Stanton B. Gelvin:Nature 433, (10 February 2005)

21

22 Typischer Pflanzenvektor auf der Basis des Agrobakterium tumefaciens Ti-Plasmids

23 Quelle: Agrobacterium-mediated transformation of the filamentous fungus Aspergillus awamori Caroline B Michielse, Paul J J Hooykaas, Cees A M J J van den Hondel & Arthur F J Ram Nature Protocols 3, (2008) Published online: 2 October 2008 doi: /nprot

24 The Agrobacterium strain used for transformation carries two plasmids. A nononcogenic disarmed tumor-inducing plasmid (Ti plasmid) containing the virulence (vir) genes, but lacking the T-DNA region. The T-DNA region is present on a second plasmid, the binary vector. The selection marker in the binary vector used in this study is the kanamycin resistance gene (kan r ) (Table 2). DNA sequences to be transformed are cloned between the left and right border sequences of the T-DNA region and transferred to the host. The Ti-plasmid used for A. awamori described in this protocol is (ptib6), which contains the spectinomycin-resistance gene (spc r )

25 Funktionen der wichtigsten Vir-Gene Locus Gene Funktion Mutantenphänotyp A 1 Histidinsensorkinase avirulent B 11 Proteinkomplex für den Transfer der T-DNA aus dem Bakterium in die Pflanzenzelle avirulent G 1 Transkriptionsaktivatorprotein avirulent C 2 Verstärkung der VirD1/D2-Wirkung attenuiert D 4 D1: Topoisomerase D 2: Endonuklease/Nukleäres Targetsignal avirulent E 2 E1: Chaperon für VirE2-Transport E 2: Einzelstrang-Bindeprotein für T-DNA

26 Interaktion zwischen Bakterium und Pflanzenzelle Quelle (Zhu J et al [2000] J Bacteriol 182: )

27

28

29

30

31 Veränderte Blütenfarben: die blaue Nelke moon dust No Blue Carnation Moon dust released in Japan nationwide - The one and only Blue Carnation in the world -

32

33

34

35

36 Amflora: Kartoffel der BASF Amylosefrei durch Antisense gegen Granule Bound Starch Synthase (GBSS) Stärkekörner aus normaler Kartoffel Stärkekörner aus Amflora Amylose färbt sich mit Jod blau

37 Zwiebelschneiden ohne Tränen: knock down des Gens für lachrymatory-factor synthase

38

39

40 Umweltschutz: Bodendekontamination durch transgene Pappeln: Überexpression des Gens P450 2E1(aus Kaninchen) zur Entgiftung von Trichlorethylen, Chloroform und Benzen Enhanced phytoremediation of volatile environmental pollutants with transgenic trees: Sharon L. Doty*, C. Andrew James, Allison L. Moore, Azra Vajzovic*, Glenda L. Singleton*, Caiping Ma, Zareen Khan*, Gang Xin, Jun Won Kang*, Jin Young Park, Richard Meilan, Steven H. Strauss, Jasmine Wilkerson**, Federico Farin**, and Stuart E. Strand* PNAS 104, Oct

41 Trockenheitsresistenz durch Überexpression des Isopentenyltransferase-Gens (IPT-Gen9 unter dem Trockenstress.induzierbaren Promotor des Senescence associated receptor protein kinase Gens ( SARK-Promotor)- --steigert Cytokininproduktion Delayed leaf senescence induces extreme drought tolerance in a flowering plant Rosa M. Rivero*, Mikiko Kojima, Amira Gepstein, Hitoshi Sakakibara, Ron Mittler, Shimon Gepstein, and Eduardo Blumwald* *Department of Plant Sciences, University of California, Davis, CA 95616; RIKEN Plant Science Center, Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa , Japan; Department of Biology, Technion, Haifa 32000, Israel; Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Nevada, Reno, NV ; and Department of Plant Science, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem 91905, Israel PNAS, Dec 2007, 104,