Prof. Dr. Wolfgang Wurst

Gruppenleiter (kommissarisch)
Die Core Facility „Transgene Einheit“ und „Verhaltensanalyse von Mausmodellen“
ist dem Lehrstuhl von Prof. Dr. W. Wurst (HMGU; TU) assoziiert

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Helmholtz Zentrum München
Ingolstädter Landstr. 1
85764 Oberschleißheim-Neuherberg

wurst(at)helmholtz-muenchen.de
+49 (0) 89 / 3187-4111
+49 (0) 89 / 3187-3099

Gruppenmitglieder

Name Telefon Fax
Prof. Dr. Wolfgang Wurst, Gruppenleiter +49 (0) 89 / 3187-4111 +49 (0) 89 / 3187-3099
Dr. Benedikt Wefers, Laborleiter +49 (0) 89 / 4400-46462
Regina Kneuttinger, Technische Assistentin +49 (0) 89 / 4400-46471
Sarah Passon, Technische Assistentin +49 (0) 89 / 4400-46471
Weitere Gruppenmitglieder (HMGU/Drittmittel finanziert)
Dr. Sabine Hölter-Koch (kommissarische Leiterin) +49 (0) 89 / 3187-3674 +49 (0) 89 / 3187-3099
Dr. Lillian Garrett, Postdoc +49 (0) 89 / 3187-2301
Dr. Annemarie Wolff-Muscate +49 (0) 89 / 3187-2301
Bettina Sperling, Technische Assistentin +49 (0) 89 / 3187-2301

Curriculum Vitae

Professor Wurst studierte Biologie und Chemie an der Universität Freiburg, Deutschland. Darauf folgte sein Promotionsstudium am Max-Planck-Institut für Immunobiologie, Freiburg, und am Institut für Immungenetik an der Universität Göttingen bei Prof. E. Günther, das er 1988 mit seiner Promotion Summa cum Laude abschloss.
Danach ging Herr Prof. Wurst als Postdoktorand zu Dr. A. Joyner am Samuel Lunenfeld Research Institute in Toronto, Kanada, und konzentrierte seine Forschung dort auf die Neuronenentwicklung und die Entwicklung von Gene Targeting- und Gene Trapping-Techniken. 1994 kehrte er zurück nach München, Deutschland, um hier als Nachwuchsgruppenleiter am Institut für Säugetiergenetik am GSF Forschungszentrum, Neuherberg/München, und als Leiter der Arbeitsguppe Molekulare Neurogenetik am Max-Planck-Institut für Psychiatrie 1997 bis 2002 tätig zu werden. 2002 ist er zum Leiter des Instituts für Entwicklungsgenetik am Helmholtz Zentrum München und zum Professor des Lehrstuhls für Entwicklungsgenetik an der Technischen Universität München ernannt worden.
Wissenschaftlicher Schwerpunkt von Herrn Prof. Wurst und seines Teams ist zum einen die Entwicklung und Anwendung gentechnischer Methoden zur in vivo Genfunktionsanalyse (gene trapping, gene targeting, RNA Interferenz; TAL-effector-nukleasen, Zink-finger Nukleasen). In diesem Zusammenhang ist er u.a. Koordinator des Europäischen konditionalen Mausmutagenese Programms (EUCOMM/EUCOMMTools) und ist Gründungsmitglied des Internationalen Mausmutagenese Konsortiums (IKMC) von welchem er auch 2010 Präsident war. Diese Programme haben zum Ziel, der wissenschaftlichen Gemeinschaft konditionale Mutanten für jedes Mausgen zur Verfügung zu stellen. Sein Team selbst ist auf die Erstellung und Analyse von Mausmutanten für Depression und der Parkinson´schen Erkrankung fokussiert. Hier setzt er auch einen Schwerpunkt auf die Aufklärung der molekularen Grundlagen, welche zur Spezifizierung und Differenzierung von Nervenzellen – speziell der dopaminergen Nervenzelle - beitragen.

Publikationen

Genome Editing in Mice Using TALE Nucleases

Wefers, B., C. Brandl, O. Ortiz, W. Wurst and R. Kuhn (2016). Methods Mol Biol 1338: 229-243.

Increasing the efficiency of homology-directed repair for CRISPR-Cas9-induced precise gene editing in mammalian cells

Chu, V. T., T. Weber, B. Wefers, W. Wurst, S. Sander, K. Rajewsky and R. Kuhn (2015). Nat Biotechnol 33(5): 543-548.

Creation of targeted genomic deletions using TALEN or CRISPR/Cas nuclease pairs in one-cell mouse embryos

Brandl, C., O. Ortiz, B. Rottig, B. Wefers, W. Wurst and R. Kuhn (2015). FEBS Open Bio 5: 26-35.

Generation of targeted mouse mutants by embryo microinjection of TALENs

Wefers, B., O. Ortiz, W. Wurst and R. Kuhn (2014). Methods 69(1): 94-101.

Generation of targeted mouse mutants by embryo microinjection of TALEN mRNA

Wefers, B., S. K. Panda, O. Ortiz, C. Brandl, S. Hensler, J. Hansen, W. Wurst and R. Kuhn (2013). Nat Protoc 8(12): 2355-2379.

Direct production of mouse disease models by embryo microinjection of TALENs and oligodeoxynucleotides

Wefers, B., M. Meyer, O. Ortiz, M. Hrabe de Angelis, J. Hansen, W. Wurst and R. Kuhn (2013). Proc Natl Acad Sci U S A 110(10): 3782-3787.

Pro-survival role for Parkinson's associated gene DJ-1 revealed in trophically impaired dopaminergic neurons.

Aron L, Klein P, Pham TT, Kramer ER, Wurst W, Klein R. (2010). PLoS Biol. 2010 Apr 6;8(4):e1000349.

Genetic mouse models for behavioral analysis through transgenic RNAi technology.

Delic, S., Streif, S., Deussing, J.M., Weber, P., Ueffing, M., Hoelter, S.M., Wurst, W., and Kuehn, R. (2008). Genes Brain and Behavior 7, 821-830.

Otx2 controls neuron subtype identity in ventral tegmental area and antagonizes vulnerability to MPTP.

Di Salvio M, Di Giovannantonio LG, Acampora D, Prosperi R, Omodei D, Prakash N, Wurst W, Simeone A. (2010). Nature neuroscience. 13(12):1481-8.

Pink1-deficiency in mice impairs gait, olfaction and serotonergic innervation of the olfactory bulb.

Glasl, L., Kloos, K., Giesert, F., Roethig, A., Di Benedetto, B., Kuhn, R., Zhang, J., Hafen, U., Zerle, J., Hofmann, A., et al. (2012). Exp Neurol. 235: 214-227

Highthroughput mouse phenotyping.

Hölter, S., Glasl, L., (2011). In: Animal Models of Movement Disorders (eds: Lane EL, Dunnett SB); Humana Press

Reliability, Robustness and Reproducibility in mouse behavioral phenotyping: a cross-laboratory study.

Mandillo S*, Tucci V*, Hölter SM*, Nolan PM*, Meziane H*, Ouagazzal A*, Kallnik M*, Al Banchaabouchi M*, Coghill EL, Gale K, Golini E, Jacquot S, Krezel W, Lad H, Parker A, Riet F, Schneider I, Marazziti D, Auwerx J, Brown SDM, Chambon P, Rosenthal N, Tocchini-Valentini G, Wurst W. (2008). Physiol Genomics 34(3):243-255 *authors contributed equally

Genetic Models of Parkinson´s Disease

Kühn R, Vogt Weisenhorn DM, Wurst W (2011). In: Animal Models of Movement Disorders (eds: Lane EL, Dunnett SB); Humana Press

Gene targeting by homologous recombination in mouse zygotes mediated by zinc-finger nucleases.

Meyer, M., de Angelis, M.H., Wurst, W., and Kuehn, R. (2010). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107, 15022-15026.

Modeling disease mutations by gene targeting in one-cell mouse embryos.

Meyer M, Ortiz O, Hrabé de Angelis M, Wurst W, Kühn R. (2012). Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Jun 12;109(24):9354-9. Epub 2012 Jun 1.

Pitx3 is a critical mediator of GDNF-induced BDNF expression in nigrostriatal dopaminergic neurons.

Peng C, Aron L, Klein R, Li M, Wurst W, Prakash N, Le W. J Neurosci. 2011 Sep 7;31(36):12802-15.

DJ-1-deficient mice show less TH-positive neurons in the ventral tegmental area and exhibit non-motoric behavioural impairments.

Pham, T.T., Giesert, F., Roethig, A., Floss, T., Kallnik, M., Weindl, K., Hoelter, S.M., Ahting, U., Prokisch, H., Becker, L., et al. (2010). Genes Brain and Behavior 9, 305-317.

Glutamatergic and Dopaminergic Neurons Mediate Anxiogenic and Anxiolytic Effects of CRHR1.

Refojo, D., Schweizer, M., Kuehne, C., Ehrenberg, S., Thoeringer, C., Vogl, A.M., Dedic, N., Schumacher, M., von Wolff, G., Avrabos, C., et al. (2011). Science 333, 1903-1907.

Die vollständige Publikationsliste finden sie hier

 

Forschungsschwerpunkte

Mausmodelle ermöglichen grundlegende Einblicke in die Entstehung und den Verlauf von Erkrankungen und bieten die Möglichkeit die Effekte der krankheitsauslösenden Gendefekte sowie neue Therapieansätze im gesamten Organismus zu überprüfen. Sie sind Voraussetzung für die gesicherte und rasche Umsetzung neuer Erkenntnisse der Grundlagenforschung in therapeutische Konzepte, weshalb sie für die moderne Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen unerlässlich sind. Daher hat die Core Facility „Transgene Einheit“ und „Verhaltensanalyse von Mausmodellen“ zur Aufgabe neue Mausmodelle für neurodegenerative Erkrankungen zu erstellen, bzw. die Auswirkungen der Gendefekte und neuer Therapieansätze auf das Verhalten zu untersuchen.

1. Die Transgene Einheit (Benedikt Wefers)

Die transgene Mauseinheit des Deutschen Zentrums für Neurodeative Erkrankungen (DZNE) befindet sich im Centrum für Schlaganfall- und Demenzforschung (CSD) in Großhadern. Die Einheit wird von Dr. Benedikt Wefers geleitet und dient als zentrale Einrichtung um mittels modernster Genome-Editing-Technologien humane zelluläre und murine transgene Modelle für die Arbeitsgruppen am CSD herzustellen. So können mithilfe des CRISPR/Cas9-Systems aus Patienten gewonnene iPS-Zellen (induzierte pluripotente Stammzellen) manipuliert werden (z.B. um krankheitsassoziierte Mutationen neu einzubringen oder krankheitsassoziierte Mutationen zu reparieren um isogene Zelllinien zu generieren). Um transgene Mausmodelle (z.B. induzierbare Knockins oder Knockouts) herzustellen werden sowohl Standardmethoden wie die Manipulation embryonaler Stammzellen, also auch die modernsten genetischen Techniken verwendet, darunter die Verwendung von TALENs und des CRISPR/Cas9-Systems direkt in Mauszygoten.

Generierung von transgenen Mausmodellen und humanen zellulären Modellen: (A) Mauszygoten werden aus superovulierten Wildtyp-Weibchen gewonnen. Mithilfe eines Mikroinjektions-Setups wird eine Injektionslösung bestehend aus Cas9 mRNA, einer zielspezifischen sgRNA und einem Reparaturtemplate in den männlichen Vorkern der Zygoten injiziert. Aus den injizierten Zygoten, welche per Embryotransfer in pseudoschwangere Ammen transferiert wurden, werden mutante Founder-Tiere geboren. (B) Wildtyp- oder krankheitsassoziierte Zelllinien werden mit Cas9- und sgRNA-exprimierenden Plasmiden und einem Targetingmolekül transfiziert um mutante oder isogene Zelllinien zur generieren.
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Das Portfolio der Transgenen Einheit umfasst die Beratung und Unterstützung im Design neuer humaner Zelllinien und Mausmodelle, die vollständige Durchführung der Generierung neuer Krankheitsmodelle, die Auswertung der Ergebnisse, die Bereitstellung von SOPs und den direkten Zugang zu den umfangreichen Mausmutanten-Repositorien EUCOMM/IKMC (koordiniert durch Prof. Dr. W. Wurst). Die Einheit entwickelt Strategien zum Genome Engineering, konstruiert Targetingvektoren und erzeugt transgene Zellen und mutante Mäuse mittels modernster Technologien und Equipment. Des Weiteren werden laufend neue Strategien entwickelt um somatische Mutationen effizienter und spezifischer zu generieren, um die Targeting-Frequenz zu erhöhen oder ungewünschte Mutationen zu verhindern. 

Zusätzlich zur Generierung neuer transgener Linien werden in der transgenen Mauseinheit externe Linien durch Rederivierung importiert, existierende Linien mittels Spermien- und Oozytenkryokonservierung aufbewahrt und kryokonservierte Linien durch Embryotransfer oder In-Vitro-Fertilisation wiederhergestellt.

2. Verhaltensanalysen von Mausmodellen (Sabine Hölter & Wolfgang Wurst; beide kommissarisch)

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Ziel dieses Teams ist die Charakterisierung des Verhaltens genetischer Mausmodelle von neurodegenerativen Erkrankungen. Zu diesem Zweck hat diese Einheit verschiedene krankheits-relevante Verhaltenstests, wie den Objekt-Erkennungstest (object recognition test), den sozialen Unterscheidungstest (social discrimination test) und den Y-Maze Test etabliert. Seit Kurzem ist außerdem das Screening im Intellicage® etabliert, um vollautomatisches kognitives und Verhaltens-Screening von Mausmutanten im sozialen Umfeld zu erlauben. Für spezifische Phänotypen der Parkinson Krankheit wurde eine umfassende Messbatterie entwickelt, welche diverse motorische Tests (Open field, Beam walk, Ladder walk, Vertical pole test, Rotarod und Catwalk) sowie Tests zur Untersuchung nicht-motorischer Symptome umfasst (z.B. Angst: Light-Dark Box, Forced swim test, Tail suspension). Die Aufgabe der Gruppe umfasst die Beratung und Unterstützung bei Verhaltensanalysen von Mausmutanten, die komplette Ausführung von Verhaltensexperimenten und die Bereitstellung von SOPs.

Die Homepage des Kooperationspartners finden sie hier.