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Projekt 4: Organisolation

Isolation von Organen und Geweben aus Schistosomen

Kürzlich etablierten wir eine neue Methode zur Isolation, Aufreinigung und Anreicherung ganzer und intakter Reproduktionsorgane aus adulten Schistosomen. Diese Methode liefert ausreichende Mengen an RNA sowie Proteinen als Ausgangsmaterial für gewebespezifische Analysen1. Vergleichende Analysen von Transkriptionsstärken ausgewählter Gene auf der Basis von RNA aus Gonaden und ganzen Würmern mittels qRT‑PCR zeigten einen signifikanten Einfluss des Paarungsstatus auf die Genexpression in Ovaren und Testes, was auf der Ebene ganzer Würmer nicht nachweisbar war2. In jüngster Zeit wurde die Organ­Isolations­methode zwecks weiterer molekularer und physiologischer Charakterisierungen des Vitellariums und der Vitellinzellen adaptiert3. Die derzeit durchgeführten umfangreichen und vergleichenden Analysen der Transkriptome von Ovaren und Testes aus gepaarten und ungepaarten adulten Schistosomen mittels RNA-seq enthüllten gewebespezifische und paarungsabhängig Gen­expressions­muster in den Gonaden von S. mansoni4. Die Resultate solcher Analysen werden die Aufklärung von Differenzierungs­prozessen in den Reproduktionsorganen und der hier involvierten Signal­transduktions­kaskaden beschleunigen. Dies wird zur Identifizierung potentieller Zielmoleküle für neue Konzepte zur Bekämpfung der Schistosomiasis führen. Zukünftige Pläne haben die Weiterentwicklung und Verbesserung der neuen Isolationsmethode hinsichtlich der Isolierung spezifischer Gewebe aus anderen Stadien des Schistosomen-Lebenszyklus sowie die Untersuchung der Anwendbarkeit auf andere Trematoden zum Ziel.

 

Ovare gepaarter WeibchenOvare (Eierstöcke) und Testes (Hoden) adulter Schistosomen (S. mansoni), die mit Hilfe der in unserem Labor etablierten Organ-Isolationsmethode gewonnen wurden1. Links: Ovare gepaarter Weibchen (sie enthalten mature, primäre Oocyten, dunkler Bereich, und unreife Oocyten, heller Bereich). Mitte: ein Ovar eines ungepaarten Weibchens (welches im Vergleich zu dem Ovar eines gepaarten Weibchens deutlich kleiner ist und ausschließlich unreife Oocyten aufweist). Rechts, Testes eines Schistosomen-Männchens.Testes
Ovare (Eierstöcke) und Testes (Hoden) adulter Schistosomen (S. mansoni), die mit Hilfe der in unserem Labor etablierten Organ-Isolationsmethode gewonnen wurden1. Links: Ovare gepaarter Weibchen (sie enthalten mature, primäre Oocyten, dunkler Bereich, und unreife Oocyten, heller Bereich). Mitte: ein Ovar eines ungepaarten Weibchens (welches im Vergleich zu dem Ovar eines gepaarten Weibchens deutlich kleiner ist und ausschließlich unreife Oocyten aufweist). Rechts, Testes eines Schistosomen-Männchens.

 

1Hahnel S, Lu Z, Wilson RA, Grevelding CG, Quack T. (2013) Whole-organ isolation approach as a basis for tissue-specific analyses in Schistosoma mansoni. PLoS Negl Trop Dis. 7(7):e2336.

 

2Hahnel S, Quack T, Parker-Manuel SJ, Lu Z, Vanderstraete M, Morel M, Dissous C, Cailliau K, Grevelding CG. (2014) Gonad RNA-specific qRT-PCR analyses identify genes with potential functions in schistosome reproduction such as SmFz1 and SmFGFRs.

Front Genet. 5:170.

 

3Lu Z, Quack T, Hahnel S, Gelmedin V, Pouokam E, Diener M, Hardt M, Michel G, Baal N, Hackstein H, Grevelding CG. (2015) Isolation, enrichment and primary characterisation of vitelline cells from Schistosoma mansoni obtained by the organ isolation method. Int J Parasitol. 45(9-10):663-72.

 

4Lu Z, Sessler F, Holroyd N, Hahnel S, Quack T, Berriman M, Grevelding CG (2016) Gonad-specific and pairing-dependent gene expression in the blood fluke Schistosoma mansoni. Sci Rep. 6:31150.

 

5Lu, Z., Sessler, F., Holroyd, N., Hahnel, S., Quack, T., Berriman, M., Grevelding, C.G. (2017) A gene expression atlas of adult Schistosoma mansoni and their gonads. Scientific Data 4:170118.