Genetisch Modifizierte Mausmodelle (GEMM)

Genetisch modifizierte Mausmodelle haben sich in den letzten Jahrzehnten zu Schlüsselwerkzeugen in der biomedizinischen Forschung entwickelt. Die Möglichkeit, das Mausgenom mit hoher Präzision gezielt zu verändern, macht genetisch modifizierte Mäuse zu idealen Modellen, um die Funktion von Genen zu untersuchen und Krankheitsmechanismen zu entschlüsseln. Darüber hinaus ermöglichen genetische Mausmodelle die Identifizierung und Validierung therapeutisch relevanter Moleküle für die Entwicklung neuer Medikamente.

Die Verfahren zur Modifizierung des Mausgenoms haben sich weit über die Generierung einfacher Knockout- oder transgener Mäuse hinausentwickelt. Heutige Technologien erlauben eine konditionale, d. h. räumliche und zeitliche, Kontrolle der Aktivität von Genen. Erkennungssequenz-spezifische Rekombinasen (Site Specific Recombinase: SSR), wie z. B. die Cre- oder Flp-Rekombinase, ermöglichen den Zugang zu genetisch definierten Zellpopulationen und somit Zelltyp-spezifische Manipulationen von Genaktivität oder Zellfunktion. Die Kombination sogenannter SSR-Treiber-Mauslinen (SSR Driver) mit (i) Mauslinien, bei denen ein Gen mit entsprechenden Erkennungssequenzen versehen (gefloxt) wurde; (ii) SSR-abhängigen Reportern-Mauslinien oder (iii) anderen mausgenetischen Werkzeugen, wie z. B. SSR-aktivierbaren Mauslinien für die Optogenetik (siehe auch Rein und Deussing, 2012), eröffnen fast unbegrenzte Möglichkeiten, die Funktion eines Gens, einer Zelle oder eines neuralen Netzwerkes zu untersuchen. Die erst kürzlich etablierten Sequenz-spezifischen Nukleasen (Site-Specific Nuclease: SSN), wie die Transcription Activator-Like Effector Nukleasen (TALENs) sowie RNA-geleitete Nukleasen (RNA-Guided Nuclease: RGEN; z. B. CRISPR/Cas System), werden derzeit als nächste Generation von Werkzeugen etabliert, um die gezielte Modifikation des Mausgenoms weiter zu verfeinern und zu vereinfachen (weitere Informationen: siehe Deussing 2013).

Die Core Unit "GEMM" bietet Forschern des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie und Kollaborationspartnern Unterstützung bei der detaillierten Planung neuer genetischer Mausmodelle. Geeignete Lösungen werden anhand individueller Anforderungen und Bedürfnisse entwickelt. Die Expertise der Core Unit reicht von der Klonierung geeigneter Targeting-Vektoren bis hin zur Manipulation embryonaler Stammzellen und Embryonen im Einzellstadium. Darüber hinaus verfügt die Core Unit über eine Sammlung von nützlichen Mauslinien mit gefloxten Allelen, SSR-Driver-Linien, Reporterlinien und anderen mausgenetischen Werkzeugen. Alle relevanten stammspezifischen Informationen hinsichtlich Haltung, Zucht und Genotypisierung sind etabliert und stehen zur Verfügung.

Im Einzelnen bietet die Core Unit folgende Leistungen:

  • Strategische Planung genetischer Mausmodelle
  • Klonierung geeigneter Targeting-Vektoren
  • Manipulation embryonaler Stammzellen
  • Etablierung und initiale Validierung neuer Mauslinien
  • Hochdurchsatz-Genotypisierung
  • Bereitstellung von Mauslinien:
    • mit verschiedenen „gefloxten“ Allelen
    • Gewebe-/Zelltyp-spezifische SSR-Driver-Linien
    • Reporterlinien (GFP, Tomato, LacZ)
    • Cre-aktivierbare Mauslinien für die Optogenetik
  • Sanierung über Embryotransfer
  • Archivierung von Mauslinien (Kryokonservierung)
  • Bereitstellung von Standard Operating Procedures (SOPs)
 
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