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Abteilung Signalwege und funktionelle Genomik

Prof. Dr. Michael Boutros

Durch die Herunterregulation (RNAi) der Expression von Genen kann mittels Hochdurchsatz Technologien der quantitative Effekt von Genfunktionen untersucht werden. In diesem Mikroskopie-Bild humaner Krebszellen sind die Zellnuclei in rot, Zellmembranen in grün und das Zellgerüst in blau dargestellt.
Vergrößerte Ansicht Durch die Herunterregulation (RNAi) der Expression von Genen kann mittels Hochdurchsatz Technologien der quantitative Effekt von Genfunktionen untersucht werden. In diesem Mikroskopie-Bild humaner Krebszellen sind die Zellnuclei in rot, Zellmembranen in grün und das Zellgerüst in blau dargestellt.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte
Zelluläre Signalnetzwerke kontrollieren wichtige Entscheidungsprozesse während der Entwicklung, der Regulation von Stammzellen und der Entstehung von Krebs. Der Fokus unserer Forschung liegt auf der systematischen Analyse von Signalprozessen, um neue Faktoren zu identifizieren und Interaktionen in zellulären Signalnetzwerken zu charakterisieren. Hierzu verwenden wir genetische und genomische Ansätze und untersuchen die zugrundeliegenden Mechanismen der Signalweiterleitung. Unsere Forschungsschwerpunkte sind:

Systematische Analyse des Wnt-Signalwegs in Modellorganismen und Tumorzellen
Wnt-Signalwege spielen eine Schlüsselrolle in der Entwicklung und der Entstehung von Krebs. Ihre Fehlregulation wurde in Verbindung mit Krebsentstehung gebracht. In den letzten Jahren hat unsere Arbeitsgruppe maßgeblich zum besseren molekularen Verständnis des Wnt-Signalwegs beigetragen. Wir haben mehrere neue Komponenten identifiziert und Wnt-spezifische Transportmechanismen aufgeklärt.

Umfassende Kartierung von synthetisch genetischen Interaktionen
Die Genetik, die vielen Phänotypen zugrunde liegt, ist sehr komplex. Die Analyse von synthetisch genetischen Interaktionsnetzwerken zeigt, wie biologische Systeme ein hohes Level an Komplexität mit einem limitierten Repertoire an Komponenten erreichen können. Wir haben Methoden etabliert, mit denen wir synthetische Interaktionen in Modellorganismen und Krebszellen mithilfe von Hochdurchsatz-RNAi untersuchen können.

Künftige Forschungsinteressen
Wir interessieren uns für die Interaktion von Genen und deren kombinierte Effekte auf grundlegende biologische Prozesse wie die Steuerung von Signalwegen in Zellen. Interaktionen zwischen genetischen Varianten spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Krebs und sind eine mögliche Erklärung für die „fehlende Erblichkeit“ („missing heritability“) in genomweiten Assoziationsstudien. Wir werden systematische und quantitative Ansätze zur Charakterisierung von synthetisch genetischen Interaktionen verwenden. Diese Vorgehensweise soll uns Möglichkeiten eröffnen, systematisch Effekte aufgrund von interagierenden Genotypen zu modellieren und vorrangig auf zellulärer Ebene zu untersuchen. Des Weiteren entwickeln wir notwendige Hochdurchsatz Technologien, wie automatisierte Mikroskopie, zellbasierte kombinatorische RNAi-Verfahren in verschiedenen Zelltypen und neue Ansätze zur Datenintegration.

Ein weiteres Interessengebiet ist die detaillierte Analyse des Wnt-Signalwegs und mit ihm interagierender Netzwerke in der Entwicklung und in Tumor- und Stammzellen. Wir nutzen ein Spektrum an Modellsystemen, von Drosophila über Maus- bis zu menschlichen Krebszellen, um Schlüsselfaktoren zu identifizieren und zu verstehen, wie sie in physiologische Prozesse eingebettet sind.

Weitere Informationen finden Sie unter http://www.dkfz.de/signaling



Die weiterführenden Seiten sind derzeit nur auf Englisch verfügbar.

Ausgewählte Publikationen

Horn, T., Sandmann, T., Fischer, B., Axelsson, E., Huber, W., & Boutros, M. (2011). Mapping of signaling networks through synthetic genetic interaction analysis by RNAi. Nature Methods, 8, 341-6

Fuchs, F., Pau, G., Kranz, D., Sklyar, O., Budjan, C., Steinbrink, S., Horn, T., Pedal, A., Huber, W. & Boutros, M. (2010). Clustering phenotype populations by genome-wide RNAi and multiparametric imaging. Molecular Systems Biology, 6, 370

Boutros M. & Ahringer, J. (2008). The art and design of genetic screens: RNA interference. Nature Reviews Genetics 9:554-566.

Bartscherer, K., Pelte, N., Ingelfinger, D., & Boutros M. (2006). Secretion of Wnt ligands requires Evi, a conserved transmembrane protein. Cell, 125, 523-33

Letzte Aktualisierung: 11.11.2011 Seitenanfang