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Wir suchen motivierte, enthusiastische Studierende (Biologie, Biotechnologie, Biochemie, Chemie, Biomedical Engineering oder verwandte Disziplinen), die gerne ihre Bachelor- oder Masterarbeit am Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie zum Thema Analyse der GTPase-Aktivität von DRG1 anfertigen möchten. Das Thema eignet sich auch als Promotionsprojekt für Studierende der Medizin/Zahnmedizin.

Kleine GTPasen, auch kleine G-Proteine genannt, agieren als molekularer „Schalter“ in Signaltransduktionsketten, indem sie das Nukleotide GTP binden und damit aktiv sind und das GTP zu GDP hydrolysieren, was sie in den inaktiven Zustand zurücksetzt. Bekannte Mitlieder dieser Proteinfamilie sind Ras, Rho, Rab oder Ran. Bei allen diesen wird die GTPase-Aktivität durch Hilfsproteine, sogenannte GAPs (GTPase activating proteins), und der GDP zu GTP Austausch durch GEFs (guanine nucleotide exchange factors) stimuliert. Es gibt aber auch GTPasen, die diese Hilfsproteine nicht benötigen und deren biologische Funktion man wenig versteht. Eine dieser GTPasen, DRG1 (developmental regulated GTPase 1) soll in diesem Projekt genauer untersucht werden, vor allem ihre GTPase Aktivität, und wie die verschiedenen Domänen des Proteins und seine Interaktionspartner diese beeinflussen. Die Ergebnisse sind Grundlage, um zu verstehen, wie DRG1 in der Zell agiert und dort zum Beispiel die Mikrotubulidynamik und die Zellteilung reguliert.

Wichtige Methoden: Proteinherstellung in Bakterien und Aufreinigung, biochemische GTP-Bindungsassays, enzymatische Assays zur Bestimmung der GTPase Aktivität, Proteininteraktionsassays.

 

Ausgewählte Publikationen:

Schellhaus AK, Moreno-Andrés D, Chugh M, Yokoyama H, Moschopoulou A, De S, Bono F, Hipp K, Schäffer E, Antonin W (2017). Developmentally Regulated GTP binding protein 1 (DRG1) controls microtubule dynamics. Scientific Reports. 7(1): 9996. doi: 10.1038/s41598-017-10088-5.

Lu L, Lv Y, Dong J, Hu S, Peng R (2016). DRG1 is a potential oncogene in lung adenocarcinoma and promotes tumor progression via spindle checkpoint signaling regulation. Oncotarget. 7:72795-72806. doi: 10.18632/oncotarget.11973.

Schellhaus, AK, De Magistris, P, and Antonin, W (2015). Nuclear reformation at the end of mitosis. Journal of Molecular Biology, 428 (10): 1962-85

 

Kontakt:

Prof. Dr. Wolfram Antonin
wantoninukaachende
Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie
Medizinische Fakultät, RWTH Aachen
Pauwelsstrasse 30
52074 Aachen

Wir suchen motivierte, enthusiastische Studierende (Biologie, Biotechnologie, Biochemie, Chemie, Biomedical Engineering oder verwandte Disziplinen), die gerne ihre Bachelor- oder Masterarbeit am Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie zum Thema Membraninteraktion von Kernporenproteinen anfertigen möchten. Das Thema eignet sich auch als Promotionsprojekt für Studierende der Medizin/Zahnmedizin.

Kernporenkomplexe vermitteln den effizienten und gut kontrollierten Transport durch die Kernhülle. Sie sind aus dreißig verschiedenen Proteinen, Nukleoporinen, aufgebaut, die die zwei Membranen der Kernhülle zu einer Pore fusionieren und diese stabilisieren (siehe auch unsere Forschung). Obwohl Kernporenkomplexe in der Doppelmembran der Kernhülle verankert, besitzen die meisten Nukleoporine keine Transmembranregionen. Vielmehr binden viele Nukleoporine als periphere Membranproteine an Kernmembranen, was wichtig ist für verschiedene Aspekte der Funktion und den Aufbau von Kernporen. In diesem Projekt soll die Membraninteraktionsdomänen verschiedener Nukleoporine in biochemischen und mikroskopischen Membranbindungsassays untersucht werden. Mit großen fluoreszenzmikroskopisch sichtbaren Liposomen, sogenannten giant unilammelar vesicles (GUVs), wird die sequentielle und voneinander abhängige Membranbindung der verschiedenen Nukleoporine analysiert und im Kontext des Kernporenaufbaus gesetzt werden.

Wichtige Methoden: Proteinherstellung in Bakterien und Aufreinigung, Proteinmarkierung mit Farbstoffen, Membranrekonstitution von Membranproteinen, Herstellung von kleinen Liposomen und von giant unilamellar vesicles (GUVs), Fluoreszenzmikroskopie einschließlich konfokaler Mikroskopie, biochemische Liposomenfloatationassays.

 

Ausgewählte Publikationen:

Vollmer B, Lorenz M, Moreno-Andres D, Bodenhöfer M, De Magistris P, Astrinidis SA, Schooley A, Flötenmeyer M, Leptihn S, and Antonin W (2015). Nup153 recruits the Nup107-160 complex to the inner nuclear membrane for interphasic nuclear pore complex assembly. Developmental Cell, 33 (6): 717-728.

Vollmer, B, Schooley, A, Sachdev, R, Eisenhardt, N, Schneider, AM, Sieverding, C, Madlung, J, Gerken, J, Macek, B, and Antonin, W (2012). Dimerization and direct membrane interaction of Nup53 contribute to nuclear pore complex assembly. EMBO Journal, 31 (20):4072-84.

von Appen A, Kosinski J, Sparks L, Ori A, DiGuilio AL, Vollmer B, Mackmull MT, Banterle N, Parca L, Kastritis P, Buczak K, Mosalaganti S, Hagen W, Andres-Pons A, Lemke EA, Bork P, Antonin W, Glavy JS, Bui KH, and Beck M (2015).In situ structural analysis of the human nuclear pore complex. Nature, 526 (7571): 140-143.

Holzer G and Antonin W (2018). Nuclear pore complexes: Global Conservation and Local Variation. Current Biology 28: R674–R677

 

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Prof. Dr. Wolfram Antonin
wantoninukaachende
Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie
Medizinische Fakultät, RWTH Aachen
 

Wir suchen motivierte, enthusiastische Studierende (Biologie, Biotechnologie, Biochemie, Chemie, Biomedical Engineering oder verwandte Disziplinen), die gerne ihre Bachelor- oder Masterarbeit am Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie zum Thema Organisation und Zellkernmorphologie von Stammzellen und myeloischen Vorläuferzellen bei der akuten myeloischer Leukämie anfertigen möchten. Das Thema eignet sich auch als Promotionsprojekt für Studierende der Medizin/Zahnmedizin.

Hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen können sich in verschiedene Zelllinien mit spezifischen Formen und intrazellulären Strukturen differenzieren, die die Hämatopoese unterstützen. Es ist nur wenig darüber bekannt, wie die Zellarchitektur zur Funktion der hämatopoetischen Zellen beiträgt und ob Veränderungen der Zellarchitektur Ursache oder Folge von hämatopoetischen Erkrankungen sind. Um einen Einblick in die Bedeutung und den diagnostischen Wert der Zellarchitektur bei der akuten myeloischen Leukämie (AML) zu gewinnen, werden wir die Zell- und Organellenmorphologie in Gewebekulturmodellen und Patientenproben von AML mit Hilfe modernen Life-Cell-Imaging- und Immunfluoreszenztechniken quantitativ analysieren.

Wichtige Methoden: Handhabung von Gewebekulturzellen und Patientenproben, Immunfluoreszenz, Live-Cell-Färbung, konfokale Mikroskopie, Life-Cell-Imaging.

Ausgewählte Publikationen:

Jost et al (2015). Cup-like blasts in acute myeloid leukemia. Am J Hematol. 90:847-8. doi: 10.1002/ajh.23954.

Biedzinski et al. (2020) Microtubules control nuclear shape and gene expression during early stages of hematopoietic differentiation. EMBOJ. DOI 10.15252/embj.2019103957 |

Shin J-Wet al. (2013a) Mechanobiology of bone marrow stem cells: from myosin-II forces to compliance of matrix and nucleus in cell forms and fates. Differentiation. DOI: 10.1016/j.diff.2013.05.001

Shin J-Wet et al. (2014) Contractile forces sustain and polarize hematopoiesis from stem and progenitor cells. Cell Stem Cell. DOI: 10.1016/j.stem.2013.10.009

Hoffmann K, Sperling K, Olins AL, Olins DE (2007) The granulocyte nucleus and lamin B receptor: avoiding the ovoid. Chromosoma. DOI: 10.1007/s00412-007-0094-8

 

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Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie
Medizinische Fakultät, RWTH Aachen
Pauwelsstrasse 30
52074 Aachen

Wir suchen motivierte, enthusiastische Studierende (Biologie, Biotechnologie, Biochemie, Chemie, Biomedical Engineering oder verwandte Disziplinen), die gerne ihre Bachelor- oder Masterarbeit am Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie zum Thema Transmembranproteine der Kernpore anfertigen möchten. Das Thema eignet sich auch als Promotionsprojekt für Studierende der Medizin/Zahnmedizin.

Kernporenkomplexe vermitteln den effizienten und gut kontrollierten Transport durch die Kernhülle. Sie sind aus dreißig verschiedenen Proteinen, Nukleoporinen, aufgebaut, die die zwei Membranen der Kernhülle zu einer Pore fusionieren und diese stabilisieren (siehe auch unsere Forschung). Viele Nukleoporine sind in den letzten Jahren strukturell, vor allem durch Röntgenstrukturanalyse, untersucht worden. Dies ist notwendig, um ein aussagekräftiges Modell der Kernpore zu bilden. Von den integralen Membranproteinen der Pore, drei an der Zahl, namentlich GP210, POM121 und NDC1, fehlt ein solches Verständnis, und das obwohl sie essentielle Funktionen innerhalb der Kernpore sowie bei ihrem Auf- und Abbau haben. In diesem Projekt sollen diese Membranproteine aufgereinigt und in Nanodisks, das sind kleine Membranfragmente, integriert werden. Dadurch können die Proteine biochemisch und biophysikalisch untersucht werden und Erkenntnisse zur Funktion dieser Proteine in der Kernpore gewonnen werden.

Wichtige Methoden: Proteinherstellung in Bakterien und Aufreinigung, Proteinmarkierung mit Farbstoffen, Membranrekonstitution von integralen Membranproteinen, Herstellung von Nanodisks, biochemische Bindungsassays.

 

Ausgewählte Publikationen:

Mansfeld, J, Güttinger, S, Hawryluk-Gara, LA, Pante, N, Mall, M, Galy, V, Mühlhäusser, P, Wozniak, RW, Mattaj, IW, Kutay, U, and Antonin, W (2006). The conserved transmembrane nucleoporin NDC1 is required for nuclear pore complex assembly in vertebrate cells. Molecular Cell, 22:93-103

Silva Alves N, Astrinidis SA, Eisenhardt N, Sieverding C, Redolfi J, Lorenz M, Weberruss M, Moreno-Andrés D, Antonin W (2017). MISTIC-fusion proteins as antigens for high quality membrane protein antibodies. Scientific Reports 7:41519 | DOI: 10.1038/srep41519

von Appen A, Kosinski J, Sparks L, Ori A, DiGuilio AL, Vollmer B, Mackmull MT, Banterle N, Parca L, Kastritis P, Buczak K, Mosalaganti S, Hagen W, Andres-Pons A, Lemke EA, Bork P, Antonin W, Glavy JS, Bui KH, and Beck M (2015).In situ structural analysis of the human nuclear pore complex. Nature, 526 (7571): 140-143.

Holzer G and Antonin W (2018). Nuclear pore complexes: Global Conservation and Local Variation. Current Biology 28: R674–R677

 

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Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie
Medizinische Fakultät, RWTH Aachen
Pauwelsstrasse 30
52074 Aachen

Wir suchen motivierte, enthusiastische Studierende (Biologie, Biotechnologie, Biochemie, Chemie, Biomedical Engineering oder verwandte Disziplinen), die gerne ihre Bachelor- oder Masterarbeit am Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie zum Thema life cell imaging des Zellkernaufbaus am Ende der Mitose anfertigen möchten. Das Thema eignet sich auch als Promotionsprojekt für Studierende der Medizin/Zahnmedizin.

Der Zellkern verändert sich während der Zellteilung in tierischen und menschlichen Zellen strukturell und funktionell gravierend (siehe auch unsere Forschung). Mit Eintritt in die Mitose bricht die Kernhülle zusammen, die Chromosomen verdichten sich zu einzelnen lichtmikroskopisch sichtbaren Chromosomen, die von der Spindel transportiert und auf die entstehenden Tochterzellen verteilt werden. Weitgehend unbekannt ist, wie am Ende der Mitose ein funktioneller Zellkern wieder entsteht. Durch RNAi vermittelte Gen-Knockdowns kombiniert mit life cell imaging konnten wir neue Faktoren identifizieren, die für den Zellkernaufbau notwendig sind. In diesem Projekt sollen diese detailliert charakterisiert werden, vor allem durch life cell imaging von Zellen, die verschiedene fluoreszierende Markerproteine der Kernhülle, des Chromatins oder der Spindel exprimieren und durch Immunfluoreszenzanalyse von Zellkernstrukturen.

Wichtige Methoden: Handhabung von Zellkulturzellen, Zelltransfektionen, Fluoreszenzmikroskopie einschließlich konfokaler Mikroskopie, life cell imaging, Immunfärbungen, siRNA vermittelte Expressionsregulation, biochemische Bindungsassays.

 

Ausgewählte Publikationen:

Yokoyama H, Moreno-Andres D, Astrinidis SA, Hao Y, Weberruss M, Schellhaus AK, Lue H, Haramoto Y, Gruss OJ, Antonin W. (2019). Chromosome alignment maintenance requires the MAP RECQL4, mutated in the Rothmund-Thomson syndrome. Life Science Alliance 2(1). pii: e201800120. doi: 10.26508/lsa.201800120.

Schooley A, Moreno-Andrés D, De Magistris P, Vollmer B, and Antonin W (2015). The lysine demethylase LSD1 is required for nuclear envelope formation at the end of mitosis. Journal of Cell Science, 128 (18): 3466-3477.

 

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Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie
Medizinische Fakultät, RWTH Aachen
Pauwelsstrasse 30
52074 Aachen

Wir suchen motivierte, enthusiastische Studierende (Biologie, Biotechnologie, Biochemie, Chemie, Biomedical Engineering oder verwandte Disziplinen), die gerne ihre Bachelor- oder Masterarbeit am Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie zum Thema Organisation und Zellkernmorphologie von Stammzellen und myeloischen Vorläuferzellen bei der akuten myeloischer Leukämie anfertigen möchten. Das Thema eignet sich auch als Promotionsprojekt für Studierende der Medizin/Zahnmedizin.

Myeloide Malignome sind eine Reihe verschiedener genetischer und epigenetischer Störungen, die hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) betreffen. Die Zellen zeigen eine verminderte Differenzierung, eine fehlerhafte Selbsterneuerung und eine Hyperproliferation. Zu diesen bösartigen Erkrankungen gehören myelodysplastische Syndrome (MDS) und myeloproliferative Neoplasmen (MPN), die sich sekundär zu akuter myeloischer Leukämie (AML) entwickeln können durch bisher unzureichend verstandene genetische Instabilitäten. Auch die Gründe für die schlechte Prognose bei hämatopoetischen Malignomen sind ungeklärt. Insbesondere wurde bei der Erforschung dieser Krankheiten die detaillierte Untersuchung des Zellteilungsprozesses vernachlässigt. In diesem Projekt wollen wir die Auswirkungen wichtiger Genmutationen, wie sie für MPN und AML typisch sind, auf die Mitose funktionell charakterisieren.

Wichtige Methoden: Western Blot, Handhabung von Gewebekulturzellen und Patientenproben, Immunfluoreszenz, Live-Cell-Färbung, konfokale Mikroskopie, Life-Cell-Imaging.

Ausgewählte Publikationen:

Murati, A. et al. (2012) Myeloid malignancies: mutations, models and management. BMC Cancer. doi:10.1186/1471-2407-12-304.

Kitamura, T. et al. (2014) The molecular basis of myeloid malignancies. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. DOI: 10.2183/pjab.90.389

Grinfeld, J. et al. (2018) Classification and Personalized Prognosis in Myeloproliferative Neoplasms. N Engl J. doi:10.1056/NEJMoa1716614.

Papaemmanuil et al. (2016) Genomic Classification in Acute Myeloid Leukemia. N Engl J Med. doi:10.1056/NEJMc1608739 (2016).

 

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