Bielefelder Genomforscher entschlüsseln das Hamstergenom

Der Chinesische Hamster ist der Lieferant für die abgeleiteten Zellkulturen, die in der Pharmaindustrie für die Produktion von biopharmazeutischen Produkten, zum Beispiel von medizinischen Antikörpern, genutzt werden.

Ermöglicht wurde das aufwendige Projekt durch die Zusammenarbeit zwischen der Universität Bielefeld und internationalen Projektpartnern. Ihre Ergebnisse haben die Forscherinnen und Forscher jetzt in dem weltweit bekannten Wissenschaftsjournal „Nature Biotechnology“ publiziert.

Für das Projekt kooperierte das CeBiTec-Forschungsteam mit der Universität für Bodenkultur in Wien – dortige Projektleiterin war Professorin Dr. Nicole Borth –, dem Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) und den Pharmaunternehmen Novartis (Schweiz) und Pfizer (USA).

Professor Dr. Thomas Noll, Wissenschaftlicher Direktor des CeBiTec, geht davon aus, dass die gewonnenen Daten von großem Interesse für Wissenschaft und Industrie sind. „Das entschlüsselte Hamstergenom wird in Zukunft die Produktion von Pharmazeutika mittels Zelllinien enorm beflügeln“, sagt Noll, der die Arbeitsgruppe Zellkulturtechnik an der Technischen Fakultät leitet und an dem Forschungsprojekt beteiligt war.

Das Genom des Chinesischen Hamsters besteht aus elf Chromosomenpaaren. Bei der Entschlüsselung eines so großen Genoms müssen große Datenmengen erzeugt und anschließend bioinformatisch bearbeitet werden. Um die spätere Auswertung der Daten zu erleichtern, haben die Bielefelder Forscher und ihre Kollegen in diesem Projekt erstmals ein Verfahren angewandt, mit dem die einzelnen Chromosomen des Genoms sortiert wurden.

Die Sequenzierung der Hamsterchromosomen führte Dr. Karina Brinkrolf vom CeBiTec durch. Mit Hilfe von modernen Geräten für Hochdurchsatz-Sequenzierung wurden mehr als 1,4 Milliarden kurzer DNA-Sequenzen erzeugt.

„Die große Herausforderung dieses Projekts war das anschließende Zusammensetzen dieser kurzen DNA-Sequenzen zu einzelnen Chromosomen-Gesamtsequenzen“, erklärt Projektleiter Professor Alfred Pühler.

Diese Kombinationsarbeit war nur dank leistungsstarker Großrechner möglich. „Die Etablierung der Genomsequenz konnte erst nach Ausbau des neuen CeBiTec-Rechenclusters und der Verwendung neuer Software erfolgen“, sagt der Bioinformatiker Dr. Alexander Goesmann, der ebenfalls an dem Projekt mitgearbeitet hat.

„Die Bielefelder Bioinformatik hat bei der Entschlüsselung der Hamstergenomsequenz Neuland beschritten“, stellt Goesmann fest. Die gewonnene Genomsequenz des Chinesischen Hamsters liegt mit etwa 2,3 Milliarden Basen im gleichen Größenbereich wie das menschliche Genom.

Der Projektleiter Alfred Pühler wertet das Forschungsprojekt als einen Meilenstein des CeBiTec: „Mit der Entschlüsselung des Hamstergenoms wurde ein Großprojekt am CeBiTec erfolgreich abgeschlossen.

Die Hamstersequenz steht der Öffentlichkeit zur Verfügung und kann weltweit für Forschungsfragen genutzt werden.“ Als Basis für aktuelle Forschung an Zellkulturen des Chinesischen Hamsters sei das Projekt für den Standort Bielefeld von großer Bedeutung, so Pühler.

Mit der Universität für Bodenkultur in Wien und dem Austrian Center of Industrial Biotechnology wurde bereits ein Folgeprojekt vereinbart. „Dadurch ist die Universität Bielefeld in der Lage, auch weiterhin zu diesem hochkompetitiven Forschungsfeld beizutragen.“

Originalveröffentlichung

Karina Brinkrolf, Oliver Rupp, Holger Laux, Florian Kollin, Wolfgang Ernst, Burkhard Linke, Rudolf Kofler, Sandrine Romand, Friedemann Hesse, Wolfgang E. Budach, Sybille Galosy, Dethardt Müller, Thomas Noll, Johannes Wienberg, Thomas Jostock, Mark Leonard, Johannes Grillari, Andreas Tauch, Alexander Goesmann, Bernhard Helk, John E. Mott, Alfred Pühler und Nicole Borth: Chinese hamster genome sequenced from sorted chromosomes, Nature Biotechnology, http://dx.doi.org/10.1038/nbt.2645 , online erschienen am 8. August 2013