Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: DFG, 466.350 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik
Anatomisches Institut

Projektdetails:
Ziel dieser Forschungsarbeiten ist es, die genetische Architektur der Körpergröße in einem Schweinemodell zu evaluieren. Dabei werden insbesondere Analysen zu den Wechselbeziehungen von größen-determinierenden Varianten und differentiellen Expressionen von Genen in Miniaturschweinen im Vergleich zu großen Schweinen, sowie die Identifikation von topologisch assoziierte Domänen (TADs) und putativen größen-assoziierten Enhancern durchgeführt. Der Fokus dieser Studie liegt vor allem auf der Analyse von regulativen Effekten, die beim Schwein einen essentiellen Einfluss auf die Determinierung der Körpergröße haben.Initiale Untersuchungen von Genomdaten von Miniaturschweinen und großen Schweinen sollen potentielle Seletionssignaturen identifizieren, die Selektionsdrucke in beide Richtungen - Miniaturgröße und große Größe - wiederspiegeln und möglicherweise kausale Varianten für die Miniaturisierung über Rassen hinweg enthalten. Nachfolgend ist das Ziel, als TADs definierte Chromatin-Interaktionen und putative Enhancer-Elemente in der Region von diesen größenassoziierten Varianten über eine gezielte Analyse von "high intensity peaks" aus Hi-C und von mit aktiven Enhancern assoziierten Histonmodifikationen (H3K27ac und H3K4me1) in den Wachstumsfugen der langen Röhrenknochen zu detektieren. Diese Hinweise auf aktive DNA Sequenzen können auf einen Zusammenhang mit differentiell exprimierten Genen in Miniaturschweinen im Vergleich zu großen Schweinen geprüft werden. Für eine funktionelle Validierung dieser Ergebnisse wird ein in vitro Modell etabliert.Bei dieser Studie handelt es sich um die erste ihrer Art, in der genomische und funktionelle Effekte in Wachstumsfugen des Schweins untersucht werden. Die gewonnenen Daten sollen dazu beitragen, neue Erkenntnisse zu wachstumsregulativen Prozessen und größendeterminierenden Effekten in Säugetieren zu gewinnen. Dies ist nicht nur eine wichtige Grundlage für zukünftige Selektion in der Nutztierzucht, sondern dient auch dem besseren Verständnis von Wachstumsbiologie, Entwicklungsgenetik und Störungen von Wachstumsprozessen.

Resultate:

https://link.springer.com/article/10.1186/s12864-022-08801-4

Kooperationspartner:

Prof. Stefan Mundlos, Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik, Berlin

Drittmittelprojekt: DFG (Heisenberg), 256.200 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik
Anatomisches Institut

Projektdetails:
Ziel dieser Forschungsarbeiten ist es, die genetische Architektur der Körpergröße in einem Schweinemodell zu evaluieren. Dabei werden insbesondere Analysen zu den Wechselbeziehungen von größen-determinierenden Varianten und differentiellen Expressionen von Genen in Miniaturschweinen im Vergleich zu großen Schweinen, sowie die Identifikation von topologisch assoziierte Domänen (TADs) und putativen größen-assoziierten Enhancern durchgeführt. Der Fokus dieser Studie liegt vor allem auf der Analyse von regulativen Effekten, die beim Schwein einen essentiellen Einfluss auf die Determinierung der Körpergröße haben.Initiale Untersuchungen von Genomdaten von Miniaturschweinen und großen Schweinen sollen potentielle Seletionssignaturen identifizieren, die Selektionsdrucke in beide Richtungen - Miniaturgröße und große Größe - wiederspiegeln und möglicherweise kausale Varianten für die Miniaturisierung über Rassen hinweg enthalten. Nachfolgend ist das Ziel, als TADs definierte Chromatin-Interaktionen und putative Enhancer-Elemente in der Region von diesen größenassoziierten Varianten über eine gezielte Analyse von "high intensity peaks" aus Hi-C und von mit aktiven Enhancern assoziierten Histonmodifikationen (H3K27ac und H3K4me1) in den Wachstumsfugen der langen Röhrenknochen zu detektieren. Diese Hinweise auf aktive DNA Sequenzen können auf einen Zusammenhang mit differentiell exprimierten Genen in Miniaturschweinen im Vergleich zu großen Schweinen geprüft werden. Für eine funktionelle Validierung dieser Ergebnisse wird ein in vitro Modell etabliert.Bei dieser Studie handelt es sich um die erste ihrer Art, in der genomische und funktionelle Effekte in Wachstumsfugen des Schweins untersucht werden. Die gewonnenen Daten sollen dazu beitragen, neue Erkenntnisse zu wachstumsregulativen Prozessen und größendeterminierenden Effekten in Säugetieren zu gewinnen. Dies ist nicht nur eine wichtige Grundlage für zukünftige Selektion in der Nutztierzucht, sondern dient auch dem besseren Verständnis von Wachstumsbiologie, Entwicklungsgenetik und Störungen von Wachstumsprozessen.

Resultate:

https://link.springer.com/article/10.1186/s12864-022-08801-4

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Stefan Mundlos, Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik, Berlin

Drittmittelprojekt: Industrie (Stalleinrichtung/Tierhaltungsbedarf), 166.617 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Die Objektivierung von Lahmheiten und anderen Gangstörungen erfolgt bei Pferden zunehmend sensorgestützt. Die Erfassung der Bodenreaktionskräfte, die der Huf auf den Untergrund ausübt, bildet dabei den Goldstandard und ist bislang nur aufwendig erfassbar. Mit Hilfe eines Druckmessschuhs, der an den Hufen des Pferdes angebracht wird, sollen der Druck der Hufe auf den Untergrund und ihre Position im Raum in der Bewegung ermittelt werden. Es erfolgt dabei ein Vergleich mit etablierten kinetischen (Druckmessplatte) und kinematischen Verfahren (Equinosis Lameness LocatorTM).

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), 622.484 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Ziel des Projektes "Evolection" ist, die Züchtungsarbeit von nach dem Prinzip der Wechselkreuzung arbeitenden, selbstremontierenden Sauenbetrieben zu objektivieren und durch eine verbesserte Selektionsentscheidung aufgrund von im Betrieb automatisch erhobenen Massendaten zu optimieren. Mittels Cloud-basierter Datenanalyse von in Sauenbetrieben erhobener Leistungszahlen und der Massendatenanalyse verschiedenster Sensordaten des Betriebs im Sinne eines KI-Systems wird ein objektiv nachvollziehbarer und für jeden Transparenter "Goldstandard-KI" der Züchtungsselektion bei der Schweinezucht mittels Wechselkreuzung etabliert. Damit wird die "züchterische Nase" erfahrener Züchter softwaretechnisch nachgebildet, objektiviert und über die Cloud jedem praktischen Sauenhalter zugänglich gemacht. Auch wird durch die Etablierung neuer Bewertungsparameter wie "Langlebigkeit" und "Mütterlichkeit" der gesellschaftlichen Forderung nach mehr Tierwohl Rechnung getragen und durch die messtechnische Erfassung und Auswertung der Futterverwertung, die Ressourceneffizienz der Schweinehaltung als Gesamtheit verbessert.

Kooperationspartner:

Hölscher + Leuschner GmbH & Co. KG

Drittmittelprojekt: Europäische Kommission, 252.788 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Spinal Muscular Atrophy (SMA) is a monogenic motoneuron disease with a neuromuscular phenotype resulting in infant death in severe cases. Besides motoneurons in the central nervous system (CNS), there is growing evidence of an involvement of peripheral organs. SMA is caused by reduced Survival of Motoneuron (SMN) protein levels and SMN is ubiquitously expressed. Therefore, SMA patients show reduced SMN levels also in peripheral organs. A restoration of SMN levels in the CNS is a potent therapeutic strategy which led to the approval of two different compounds: Spinraza is an antisense oligonucleotide which increases SMN mRNA, Zolgensma is an adeno-associated virus increasing expression of SMN. However, both strategies focus on the restoration of CNS SMN levels without a sustainable effect on peripheral organs. In 2020, approval of a third drug, Risdiplam, a systemic SMN enhancer, is expected. Although patients greatly benefit from a treatment of the neuromuscular phenotype they face a precarious future: there is no comprehensive landscape of vulnerable organs and no approved treatment for the periphery. We will analyze intrinsic defects in peripheral organs (WP1), evaluate the organ specific molecular and cellular functions of the SMN protein in relevant organs (WP2), and translate these findings to SMA patient derived models, which we will treat with a systemic SMA drug currently under clinical evaluation (WP3). The SMA field involves stakeholders, which allow early stage researchers to personally interact with basic scientists, clinicians, pharmaceutical companies and patient organizations. For our training network, we will combine this vertical integration with a broad perspective on multiple organ systems in SMA. The training strategy assures career options and employability of early stage researchers beyond the SMA field. We will go beyond the motoneuron and identify organs, mechanisms and molecules that could be targets for the peripheral aspects of SMA.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Peter Claus (Medizinische Hochschule Hannover)

Drittmittelprojekt: Niedersächsisches Minsiterium für Wissenschaft und Kultur, 201.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Das vom Niedersächsischen Minsiterium für Wissenschaft und Kultur geförderte Projekt wird über die integrative Analyse von Transkriptom-Datensätzen zu einem besseren Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen der Lungenfibrose und hieraus ableitbarerer therapeutischer und diagnostischer Strategien führen. Das interdisziplinäre Konsortium mit Partnern der TiHo, der MHH und des Frauenhofer ITEMs verbindet klinische und molekularbiologische Expertise mit bioinformatischen Kompetenzen. Das ermöglicht die Integration von Daten aus der neuartigen Technologie der RNA-Sequenzierung auf Einzelzellebene. Das Projekt verspricht, neue Instrumente zur verbesserten Diagnostik und Therapien der Lungenfibrose zu entwickeln.

Kooperationspartner:

Dr. Davide DeLuca (Medizinische Hochschule Hannover), Prof. Dr. Antje Prasse (Medizinische Hochschule Hannover), Dr. Sylvia Escher (Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin, Hannover), Dr. Jeanette Koschmann (geneXplain GmbH, Braunschweig)

Drittmittelprojekt: DFG, 329.905 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
The VIPER research and training program will cover the global chain of events involved in virus emergence, all the way from virus discovery, isolation, molecular characterization, surveillance, and pathogenesis, towards animal and public health impact and intervention strategies including new approaches for prevention and control.

The VIPER research projects are subdivided into three pillars:

virus discovery, host range and transmission
virus-host cell interactions and pathogenesis, and
immune interference and intervention strategies.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 114.000 EUR

Kliniken/Institute:
Anatomisches Institut
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Die testikuläre intraepitheliale Neoplasie (TIN) ist die Vorläuferläsion testikulärer Keimzelltumore, welche die häufigsten malignen Neoplasien bei jungen Männern darstellen, mit steigender Inzidenz. Ziel dieser Studie ist, Erkenntnisse zur Pathogenese zu gewinnen, die aufgrund der bereits intrauterinen Entstehung der TIN und ihrer pubertären Progression zum invasiven Tumor sowie bislang fehlender Zellkultur- und Tiermodelle nicht geklärt ist. Offen ist insbesondere die Rolle der Sertoli Zellen, welche in ihrer Differenzierung und Funktion in TIN-Tubuli verändert sind. Hierbei soll der Frage nachgegangen werden, ob die veränderten Sertoli Zellen eine Ursache der Fehlentwicklung der Keimzellen darstellen oder ob sich die Sertoli Zellen sekundär unter dem Einfluss der TIN verändern. Anhand einer Ko-Kultur adulter humaner Sertoli Zellen mit Seminomzellen sollen der gegenseitige Einfluss der Zellen auf Differenzierung, Proliferation und Funktion untersucht sowie mögliche Signalmoleküle identifiziert werden. Dazu werden Differenzierungsmarker, Zell-Zell-Kontakte, morphologische Merkmale sowie Proliferationsraten bestimmt und funktionelle Untersuchungen zu Zell-Zell-Kontakten durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit denen humaner Hodenbiopsien verglichen. Die Studie soll zur Etablierung eines Zellkulturmodells zur Pathogenese testikulärer Keimzelltumore führen, die Interaktion zwischen Tumor- und Sertoli Zellen beleuchten und somit zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung dieser Tumore beitragen.

Kooperationspartner:

Dr. Cornelia Fink, JLU Giessen

Drittmittelprojekt: Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur, 299.878 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit
Fachgebiet Allgemeine Radiologie und Medizinische Physik
Institut für Tierernährung
Institut für Zoologie
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Das Projekt ist so konzipiert, dass digitale Medien in verschiedenen Kontexten angewendet werden. Neben Online-Lernmodulen und Fallbeispielen sollen Videomaterial und Vortrags- sowie Vorlesungsaufzeichnungen eingesetzt werden, so dass E-Learning-Konzepte wie Blended Learning und Inverted Classroom umsetzbar sind. Darüber hinaus werden mit dem Projekt die Zoologischen Übungen, bei denen Präparationen an eigens zu diesem Zwecke getöteten Tiere vorgenommen werden, umgestellt und dadurch die Anzahl von verwendeten Tieren erheblich reduziert. Durch die im Studium frühe Implementation der Digitalisierung der Lehre wird der Weg für weitere digitale Lehrformen im späteren Verlauf des Studiums und für die Weiterentwicklung des bestehenden Curriculums bereitet.

Resultate:

Liebig P, Pröhl H, Sudhaus-Jörn N, Hankel J, Visscher C, Jung K (2022) Interactive, browser-based graphics to visualize complex data in education of biomedical sciences for veterinary students. Medical Science Educator https://doi.org/10.1007/s40670-022-01613-x

Kliniken/Institute:
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
Weiterentwicklung bioinformatischer Algorithmen für Meta-Analysen und Netzwerk-Meta-Analysen basierend auf hoch-dimensionalen Daten aus Transkriptom-, Proteom- und anderen Omics-Experimenten.

Resultate:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jrsm.1337

https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-018-4914-4