Arbeitsgruppe Schmid-Burgk

Arbeitsgruppenleiter

Jonathan Schmid-Burgk

Prof. Dr. rer. nat. Jonathan Schmid-Burgk

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Zone Nord, Gebäude 13
1. OG, Raum 014

Forschung

Angeborene Immunreaktionen können lebensrettend oder lebensbedrohlich sein. Welche molekularen Schalter in unseren Zellen treffen die richtigen Entscheidungen? Die Entdeckung von CRISPR/Cas9, einem bakteriellen System zur Abwehr von Virusinfektionen, eröffnet unzählige Möglichkeiten für die funktionelle Genetik: Das gezielte Ausschalten von Genen ermöglicht in vielen Fällen den Rückschluss auf bisher unbekannte Funktionen einzelner Gene oder ganzer Signalwege bei einer Immunantwort1.

CRISPaint, ein weiteres auf CRISPR/Cas9 basierendes Verfahren ermöglicht es mit hohem Durchsatz Transgene in das Genom humaner Zellen einzubringen2. Durch die Markierung proteinkodierender Gene mit GFP und einem DNA-Barcode und der anschließenden Sequenzierung dieses Barcodes mit einer neuartigen in situ NGS-Methode können tausende Proteine in lebenden Zellen parallel visualisiert werden (Live-Cell-Proteomik)3.

In einem weiteren Forschungsgebiet beschäftigen wir uns mit dem Prozess der aktiven Selbstdiversifizierung. Sie ist ein wirksames Mittel unseres adaptiven Immunsystems, um sich an wechselnde Bedrohungen aus der Umwelt anzupassen. Kommt es in der Natur noch in anderem Kontext zu aktiver Selbstdiversifizierung? Um dieser Frage nachzugehen entwickeln wir Algorithmen, um in Metagenom-Sequenzierungsdaten nach solchen unbekannten Systemen zu suchen und diese experimentell im Labor zu charakterisieren. Hieraus könnten in Zukunft neuartige Biotechnologien entwickelt werden, wie z.B. eine tierversuchsfreie Antikörpergenerierung.

Im Rahmen der SARS-CoV-2-Pandemie entwickeln wir mit LAMP-Seq eine auf NGS basierende Diagnosemethode, welche darauf ausgelegt ist, bevölkerungsweite Screenings zu ermöglichen, und die sich dabei nur auf die bereits vorhandene Sequenzierungsinfrastruktur und handelsübliche Reagenzien stützt4.


Literatur

  1. Schmid-Burgk, J. L. et al. A Genome-wide CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) Screen Identifies NEK7 as an Essential Component of NLRP3 Inflammasome Activation. J Biol Chem 291, 103–109 (2016).
  2. Schmid-Burgk, J. L., Höning, K., Ebert, T. S. & Hornung, V. CRISPaint allows modular base-specific gene tagging using a ligase-4-dependent mechanism. Nature Communications 7, 12338 (2016).
  3. Feldman, D. et al. Optical Pooled Screens in Human Cells. Cell 179, 787-799.e17 (2019).
  4. Schmid-Burgk, J. L. et al. LAMP-Seq: Population-Scale COVID-19 Diagnostics Using Combinatorial Barcoding. Biorxiv 2020.04.06.025635 (2020) doi:10.1101/2020.04.06.025635.


Mitarbeiter*innen

Katja Blumenstock, Doktorandin

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Dr. Thomas Ebert, PostDoc

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Marius Jentzsch, Masterstudent

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Publikationen