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Projektgruppen
Hierzu entwickeln wir mathematische Modelle, numerische

Im Fokus dieses Projektes stehen Untersuchungen zu funktionellen Eigenschaften der Proteine des Humanen Endogenen Retrovirus K(HML-2, humanes MMTV-like Virus 2).
(siehe auch AG „HPI Retroviren“) Entwicklung von In-vitro-Modellen

Im Rahmen der genehmigten Forschungsarbeiten sollen hES-Zellen als Referenzmaterial für die Untersuchung ausgewählter Eigenschaften humaner induzierter pluripotenter Stammzellen (hiPS-Zellen) genutzt werden, die aus Hautproben idiopathischer Parkinson-Patienten gewonnen wurden. hES- und hiPS-Zellen, aber auch die zur Gewinnung der hiPS-Zellen genutzten somatischen Zellen, sollen auf der Ebene des Transkriptoms sowie hinsichtlich verschiedener epigenetischer Eigenschaften miteinander verglichen und auf diesem Wege möglicherweise bestehende reprogrammierungsbedingte Veränderungen in hiPS-Zellen identifiziert werden. In diesem Zusammenhang sollen u. a. die Expressionsmuster von mRNAs und kleinen RNAs analysiert und die Methylierungssignaturen mittels (RNA) Next Generation Sequencing bzw. Reduced Representation Bisulfite Sequencing bestimmt werden.
mit idiopathischem Parkinson als Ausgangspunkt für In-vitro-Zell-Modelle

Im Rahmen der genehmigten Forschungsarbeiten sollen hES-Zellen als Referenzmaterial für die Untersuchung ausgewählter Eigenschaften humaner induzierter pluripotenter Stammzellen (hiPS-Zellen) genutzt werden, die aus Hautproben idiopathischer Parkinson-Patienten gewonnen wurden. hES- und hiPS-Zellen, aber auch die zur Gewinnung der hiPS-Zellen genutzten somatischen Zellen, sollen auf der Ebene des Transkriptoms sowie hinsichtlich verschiedener epigenetischer Eigenschaften miteinander verglichen und auf diesem Wege möglicherweise bestehende reprogrammierungsbedingte Veränderungen in hiPS-Zellen identifiziert werden. In diesem Zusammenhang sollen u. a. die Expressionsmuster von mRNAs und kleinen RNAs analysiert und die Methylierungssignaturen mittels (RNA) Next Generation Sequencing bzw. Reduced Representation Bisulfite Sequencing bestimmt werden.
mit idiopathischem Parkinson als Ausgangspunkt für In-vitro-Zell-Modelle

Die Verwendung der o. g. humanen embryonalen Stammzellen wurde für ein Projekt genehmigt, das die bereits im Rahmen eines anderen genehmigten Projektes durchgeführten Arbeiten zur Herstellung künstlichen Herzgewebes (engineered heart tissue, EHT) fortführt und vertieft. Durch die Verwendung verbesserter bzw. neuer Protokolle soll der Prozess der Differenzierung von hES-Zellen zu Herzzellen dabei effektiver als bislang gestaltet werden; die entstehenden Zellen sollen hinsichtlich ihres Transkriptoms und ihres Proteoms mit hES-Zellen verglichen, an der kardialen Differenzierung beteiligte Faktoren identifiziert und analysiert sowie Strategien zur Anreicherung kardial differenzierter Zellen erarbeitet werden. Durch Verwendung neuer Methoden für die Formierung der EHTs sollen eine Miniaturisierung und eine bessere Standardisierbarkeit der EHTs erreicht werden. Die EHTs sollen bezüglich zahlreicher Parameter in vitro charakterisiert, mit EHTs aus Zellen anderen Ursprungs verglichen und gegebenenfalls auch in vivo nach Transplantation in Nager bezüglich ihrer Funktionalität untersucht werden.
hinsichtlich molekularer Grundlagen für neuartige In-vitro-Modelle

ZKI-PH: Zentrum für Künstliche Intelligenz in der Public Health-Forschung
entwickelt zur Bewältigung dieser Herausforderungen Modelle

Gegenstand der genehmigten Arbeiten unter Nutzung von humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen) ist die Untersuchung von Prozessen, die während der Differenzierung zu weiblichen Keimzellen des Menschen ablaufen. Dazu sollen hES-Zellen unter Verwendung und Optimierung bereits publizierter Protokolle in vitro zu primordialen Keimzellen (primordial germ cells, PGCs) differenziert und diese umfassend charakterisiert werden, insbesondere hinsichtlich ihres Transkriptoms, der Präsenz keimzellspezifischer Proteinmarker sowie epigenetischer Eigenschaften. Im folgenden sollen dann die frühen Prozesse der Follikelbildung und Meiose in vitro untersucht und daran beteiligte Signaltransduktionswege analysiert werden. Hierbei sollen insbesondere die Rolle von Genen, deren knock out im Mausmodell die Meiose und die Follikelbildung hemmen, bei der Entwicklung menschlicher Eizellen aufgeklärt werden. Humane PGCs sollen im weiteren auch mit Granulosazellen bzw. den somatischen Zellen der Ovarien neonataler Mäuse gemischt und als Aggregate in vitro kultiviert werden, um den Einfluss einer natürlichen Nische auf die Keimzellentwicklung nachzubilden. Ferner sollen diese Aggregate auch nach Transplantation unter die Nierenkapsel von Nacktmäusen hinsichtlich der Frage untersucht werden, ob und inwieweit diese Nische die weitere Entwicklung und Reifung humaner Oozyten begünstigt. Alle Untersuchungen sollen im Vergleich zwischen hES- und humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS-Zellen) erfolgen.
dass somatische Granulosazellen die Oogenese im Maus­modell

Gegenstand der genehmigten Arbeiten unter Nutzung von humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen) ist die Untersuchung von Prozessen, die während der Differenzierung zu weiblichen Keimzellen des Menschen ablaufen. Dazu sollen hES-Zellen unter Verwendung und Optimierung bereits publizierter Protokolle in vitro zu primordialen Keimzellen (primordial germ cells, PGCs) differenziert und diese umfassend charakterisiert werden, insbesondere hinsichtlich ihres Transkriptoms, der Präsenz keimzellspezifischer Proteinmarker sowie epigenetischer Eigenschaften. Im folgenden sollen dann die frühen Prozesse der Follikelbildung und Meiose in vitro untersucht und daran beteiligte Signaltransduktionswege analysiert werden. Hierbei sollen insbesondere die Rolle von Genen, deren knock out im Mausmodell die Meiose und die Follikelbildung hemmen, bei der Entwicklung menschlicher Eizellen aufgeklärt werden. Humane PGCs sollen im weiteren auch mit Granulosazellen bzw. den somatischen Zellen der Ovarien neonataler Mäuse gemischt und als Aggregate in vitro kultiviert werden, um den Einfluss einer natürlichen Nische auf die Keimzellentwicklung nachzubilden. Ferner sollen diese Aggregate auch nach Transplantation unter die Nierenkapsel von Nacktmäusen hinsichtlich der Frage untersucht werden, ob und inwieweit diese Nische die weitere Entwicklung und Reifung humaner Oozyten begünstigt. Alle Untersuchungen sollen im Vergleich zwischen hES- und humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS-Zellen) erfolgen.
dass somatische Granulosazellen die Oogenese im Maus­modell

Das Forschungsvorhaben ist Teil einer Gruppe von Projekten am Universitätsklinikum Essen, in denen molekulare Ursachen von syndromalen Erkrankungen des Menschen aufgeklärt werden sollen, die mit Intelligenzminderung einhergehen. Gegenstand der hier genehmigten Forschungsarbeiten ist die Erforschung molekularer Ursachen von mentalen Retardierungssyndromen, die infolge des funktionalen Verlustes von Genen bzw. Genregionen auftreten, die einem genomischem Imprinting unterliegen. Beispielhaft sollen hier die Ursachen des Prader-Willi-Syndroms ergründet werden, das mit dem Expressionsverlust einer bestimmten Region des väterlichen Allels von Chromosom 15 assoziiert ist. Dazu sollen die in der betreffenden Region lokalisierten Gene (einzeln oder in Kombination) in hES-Zellen funktional deletiert bzw. ektopisch überexprimiert oder in ihrer Expression vermindert und die Effekte dieser genetischen Veränderungen auf die neurale Differenzierung der so modifizierten Zellen untersucht werden. In diesem Zusammenhang soll die Effizienz der neuralen Differenzierung bestimmt, die Expressionsprofile und die Funktionalität der neuronalen Zellen analysiert sowie potentielle Zielgene, deren Expression in aus den genetisch modifizierten hES-Zellen abgeleiteten Neuronen verändert ist, bezüglich ihrer Funktion bei der neuralen Differenzierung näher untersucht werden.
Arbeiten zur Etablierung eines humanen Zell-Modells

Das Forschungsvorhaben ist Teil einer Gruppe von Projekten am Universitätsklinikum Essen, in denen molekulare Ursachen von syndromalen Erkrankungen des Menschen aufgeklärt werden sollen, die mit Intelligenzminderung einhergehen. Gegenstand der hier genehmigten Forschungsarbeiten ist die Erforschung molekularer Ursachen von mentalen Retardierungssyndromen, die infolge des funktionalen Verlustes von Genen bzw. Genregionen auftreten, die einem genomischem Imprinting unterliegen. Beispielhaft sollen hier die Ursachen des Prader-Willi-Syndroms ergründet werden, das mit dem Expressionsverlust einer bestimmten Region des väterlichen Allels von Chromosom 15 assoziiert ist. Dazu sollen die in der betreffenden Region lokalisierten Gene (einzeln oder in Kombination) in hES-Zellen funktional deletiert bzw. ektopisch überexprimiert oder in ihrer Expression vermindert und die Effekte dieser genetischen Veränderungen auf die neurale Differenzierung der so modifizierten Zellen untersucht werden. In diesem Zusammenhang soll die Effizienz der neuralen Differenzierung bestimmt, die Expressionsprofile und die Funktionalität der neuronalen Zellen analysiert sowie potentielle Zielgene, deren Expression in aus den genetisch modifizierten hES-Zellen abgeleiteten Neuronen verändert ist, bezüglich ihrer Funktion bei der neuralen Differenzierung näher untersucht werden.
Arbeiten zur Etablierung eines humanen Zell-Modells