MWG-Biotech Wissenschaftspressemitteilungen 08.03.2004 - 500 Beiträge pro Seite
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Wissenschaftspressemitteilungen
08-03-2004
Aventis meldet Ermittlung der kompletten Genomsequenz von Saccharopolyspora erythraea in Zusammenarbeit mit MWG Biotech AG
Ebersberg, den 8. März 2004
Aventis Bulk S.p.A., eine italienische Niederlassung des Pharmaunternehmens Aventis S.A., meldet die erfolgreiche Sequenzierung des kompletten Genoms von Saccharopolyspora erythraea. S.erythraea ist ein Produktionsstamm zur industriellen Herstellung des Antibiotikums Erythromyzin. Das Projekt erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Ebersberger Biotechunternehmen MWG Biotech AG. Im Rahmen des Projekts führte die MWG Biotech AG die komplette Sequenzierung und bioinformatorische Analyse des Genoms durch. Das Projekt ist Teil des vom italienischen Forschungsministerium MIUR unterstützten Forschungsprogramms „Neue Technologien zur Erforschung Antibiotika produzierender Mikroorganismen“ zur Förderung pharmazeutischer Forschung und Entwicklung in Italien.
Im Rahmen einer größeren Kooperationsvereinbarung mit dem italienischen Forschungsrat CNR und anderen akademischen Instituten beauftragte Aventis Bulk die MWG Biotech AG mit der Sequenzierung und Annotation des kompletten S.erythraea Genoms. Die vollständige Genomsequenz bildet die Grundlage für innovative Ansätze zur Entwicklung neuer Produktionsstämme. Die Sequenz ist Eigentum von Aventis Bulk.
Sequenzierung und Annotation von Saccharopolyspora erythraea
Die Komplettsequenz von S. erythraea wurde basierend auf einem minimal überlappenden Satz von 256 Cosmid-Klonen erstellt, die zusammen ein zirkuläres Genom von 8,2 Megabasen repräsentieren. Zunächst wurden hierzu eine Cosmid-Bibliothek erzeugt und Cosmid-Endsequenzen mit bis zu 20facher physischer Abdeckung des Genoms generiert. Danach wurden willkürlich ausgewählte Cosmide, sogenannte „Seed“-Klone, bis zur Publikationsqualität sequenziert. Diese Klone dienten als Ansatzpunkte für einen Cosmid-Walking Prozess, in dem benachbarte Cosmid-Klone anhand der Cosmid-Endsequenzen identifiziert wurden. Dieses Vorgehen ermöglichte einen effizienten Sequenzierablauf unter Vermeidung von Problemen mit hoch repetitiven DNA-Elementen, wie sie bei der Verwendung des Schrotschuss-Verfahrens in diesem Fall zu erwarten gewesen wäre. Die Sequenzinformation des Mikororganismus umfasst 8.212.111 Basenpaare mit einem GC-Gehalt von 71%. Das Projekt ergab, dass der sequenzierte Produktionsstamm ein zirkuläres Genom beherbergt.
Zur Vorhersage von Gensequenzen wurden parallel zwei Programme eingesetzt. Critica (J. Badger) identifizierte 7.008 offene Leserahmen, Glimmer2 (von TIGR) sagte 9.544 Leserahmen voraus. 2.679 aller identifizierten Leserahmen stimmen dabei überein, andere unterscheiden sich nur in ihrer Länge oder sind komplett unterschiedlich. Eine beträchtliche Zahl der vorhergesagten Gene zeigen Überschneidungen. In anderen großen Bereichen wurden interessanterweise keine Gene vorhergesagt. Eine intelligente Kombination beider Sätze ergab die endgültige Anzahl von 8.007 offenen Leserahmen.
Die vorhergesagten Gene wurden in Proteine übersetzt. Danach wurden diese Proteine mit der Protein-Datenbank PIR-NREF abgeglichen. Als Ausschlusskriterium wurde eine 50%ige Homologie über mindestens 100 Aminosäuren gewählt. Zusätzlich wurden nicht nur identische, sondern auch ähnliche Aminosäuren als homolog gewertet. Bei nur 63% der Gensequenzen konnte eine entsprechend homologe Sequenz in verwandten Spezies gefunden werden. Von diesen wiesen 44% Homologie zu Genen von Streptomyceten auf, 19% zu Genen in Mycobacterien, 4% zu Genen in Corynebakterien und 5% zu Genen in der Gruppe der Rhizobakterien.
Die funktionale Zuordung von offenen Leserahmen ohne signifikante Ähnlichkeit zu in öffentlichen Datenbanken gespeicherten Sequenzen wurde mittels „InterProScan“ (European Bioinformatic Centre) durchgeführt. Basierend darauf konnten 901 Gene funktional klassifiziert werden. 25% aller vorhergesagten Gene konnten weder mittels InterProScan noch basierend auf Homologie-Vergleichen Funktionen zugeordnet werden. Zusätzlich konnten 49 tRNA Gene und 12 rRNA Gene in 4 Clustern identifiziert werden.
Die prozentuale Homologie des für die Produktion von Erythromyzin verantwortlichen Gen-Clusters mit der entsprechenden Sequenz im Erythromyzin-produzierenden Wildtyp-Stammes betrug 83%. Im Erythromyzin-Cluster des Hochproduzenten-Stammes wurden im Vergleich zur veröffentlichten Wildtypsequenz zahlreiche Deletionen identifiziert.
MWG Biotech ist das weltweit führende Unternehmen in der mikrobiellen Genomsequenzierung und der dazugehörenden bioinformatorischen Analyse. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf Lösungen für den steigenden Bedarf nach Vergleichen der Genomsequenzen von pathogenen Organismen oder Produktionsstämmen mit den jeweiligen Ausgangsstämmen. Aufbauend auf den dabei ermittelten Informationen, angefangen von Genom-Umstrukturierungen bis hin zur Identifizierung einzelner Mutationen, können entscheidende Einsichten zur genetischen Veränderung der betreffenden Organismen mit dem Ziel der Verbesserung der Produktivität bzw. Produktausbeute und der Erhöhung der Effizienz in den jeweiligen Prozessen gewonnen werden. Dieser Ansatz findet zunehmend Anwendung in der industriellen Produktion von Aminosäuren, Vitaminen oder Leitstrukturen für die Medizin. Weitere Informationen unter www.the-mwg.com.
08-03-2004
Aventis meldet Ermittlung der kompletten Genomsequenz von Saccharopolyspora erythraea in Zusammenarbeit mit MWG Biotech AG
Ebersberg, den 8. März 2004
Aventis Bulk S.p.A., eine italienische Niederlassung des Pharmaunternehmens Aventis S.A., meldet die erfolgreiche Sequenzierung des kompletten Genoms von Saccharopolyspora erythraea. S.erythraea ist ein Produktionsstamm zur industriellen Herstellung des Antibiotikums Erythromyzin. Das Projekt erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Ebersberger Biotechunternehmen MWG Biotech AG. Im Rahmen des Projekts führte die MWG Biotech AG die komplette Sequenzierung und bioinformatorische Analyse des Genoms durch. Das Projekt ist Teil des vom italienischen Forschungsministerium MIUR unterstützten Forschungsprogramms „Neue Technologien zur Erforschung Antibiotika produzierender Mikroorganismen“ zur Förderung pharmazeutischer Forschung und Entwicklung in Italien.
Im Rahmen einer größeren Kooperationsvereinbarung mit dem italienischen Forschungsrat CNR und anderen akademischen Instituten beauftragte Aventis Bulk die MWG Biotech AG mit der Sequenzierung und Annotation des kompletten S.erythraea Genoms. Die vollständige Genomsequenz bildet die Grundlage für innovative Ansätze zur Entwicklung neuer Produktionsstämme. Die Sequenz ist Eigentum von Aventis Bulk.
Sequenzierung und Annotation von Saccharopolyspora erythraea
Die Komplettsequenz von S. erythraea wurde basierend auf einem minimal überlappenden Satz von 256 Cosmid-Klonen erstellt, die zusammen ein zirkuläres Genom von 8,2 Megabasen repräsentieren. Zunächst wurden hierzu eine Cosmid-Bibliothek erzeugt und Cosmid-Endsequenzen mit bis zu 20facher physischer Abdeckung des Genoms generiert. Danach wurden willkürlich ausgewählte Cosmide, sogenannte „Seed“-Klone, bis zur Publikationsqualität sequenziert. Diese Klone dienten als Ansatzpunkte für einen Cosmid-Walking Prozess, in dem benachbarte Cosmid-Klone anhand der Cosmid-Endsequenzen identifiziert wurden. Dieses Vorgehen ermöglichte einen effizienten Sequenzierablauf unter Vermeidung von Problemen mit hoch repetitiven DNA-Elementen, wie sie bei der Verwendung des Schrotschuss-Verfahrens in diesem Fall zu erwarten gewesen wäre. Die Sequenzinformation des Mikororganismus umfasst 8.212.111 Basenpaare mit einem GC-Gehalt von 71%. Das Projekt ergab, dass der sequenzierte Produktionsstamm ein zirkuläres Genom beherbergt.
Zur Vorhersage von Gensequenzen wurden parallel zwei Programme eingesetzt. Critica (J. Badger) identifizierte 7.008 offene Leserahmen, Glimmer2 (von TIGR) sagte 9.544 Leserahmen voraus. 2.679 aller identifizierten Leserahmen stimmen dabei überein, andere unterscheiden sich nur in ihrer Länge oder sind komplett unterschiedlich. Eine beträchtliche Zahl der vorhergesagten Gene zeigen Überschneidungen. In anderen großen Bereichen wurden interessanterweise keine Gene vorhergesagt. Eine intelligente Kombination beider Sätze ergab die endgültige Anzahl von 8.007 offenen Leserahmen.
Die vorhergesagten Gene wurden in Proteine übersetzt. Danach wurden diese Proteine mit der Protein-Datenbank PIR-NREF abgeglichen. Als Ausschlusskriterium wurde eine 50%ige Homologie über mindestens 100 Aminosäuren gewählt. Zusätzlich wurden nicht nur identische, sondern auch ähnliche Aminosäuren als homolog gewertet. Bei nur 63% der Gensequenzen konnte eine entsprechend homologe Sequenz in verwandten Spezies gefunden werden. Von diesen wiesen 44% Homologie zu Genen von Streptomyceten auf, 19% zu Genen in Mycobacterien, 4% zu Genen in Corynebakterien und 5% zu Genen in der Gruppe der Rhizobakterien.
Die funktionale Zuordung von offenen Leserahmen ohne signifikante Ähnlichkeit zu in öffentlichen Datenbanken gespeicherten Sequenzen wurde mittels „InterProScan“ (European Bioinformatic Centre) durchgeführt. Basierend darauf konnten 901 Gene funktional klassifiziert werden. 25% aller vorhergesagten Gene konnten weder mittels InterProScan noch basierend auf Homologie-Vergleichen Funktionen zugeordnet werden. Zusätzlich konnten 49 tRNA Gene und 12 rRNA Gene in 4 Clustern identifiziert werden.
Die prozentuale Homologie des für die Produktion von Erythromyzin verantwortlichen Gen-Clusters mit der entsprechenden Sequenz im Erythromyzin-produzierenden Wildtyp-Stammes betrug 83%. Im Erythromyzin-Cluster des Hochproduzenten-Stammes wurden im Vergleich zur veröffentlichten Wildtypsequenz zahlreiche Deletionen identifiziert.
MWG Biotech ist das weltweit führende Unternehmen in der mikrobiellen Genomsequenzierung und der dazugehörenden bioinformatorischen Analyse. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf Lösungen für den steigenden Bedarf nach Vergleichen der Genomsequenzen von pathogenen Organismen oder Produktionsstämmen mit den jeweiligen Ausgangsstämmen. Aufbauend auf den dabei ermittelten Informationen, angefangen von Genom-Umstrukturierungen bis hin zur Identifizierung einzelner Mutationen, können entscheidende Einsichten zur genetischen Veränderung der betreffenden Organismen mit dem Ziel der Verbesserung der Produktivität bzw. Produktausbeute und der Erhöhung der Effizienz in den jeweiligen Prozessen gewonnen werden. Dieser Ansatz findet zunehmend Anwendung in der industriellen Produktion von Aminosäuren, Vitaminen oder Leitstrukturen für die Medizin. Weitere Informationen unter www.the-mwg.com.
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