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Forschungsinfrastruktur

Forschungszentren und -geräte

Zentren

Interdisziplinäre Forschungszentren fördern die Kooperation über Fachgrenzen hinaus und beschleunigen die Umsetzung von Erkenntnissen der Grundlagenforschung in neue Behandlungskonzepte und -methoden.

Mit dem Translational Research Center (Forschungsbericht TRC) wurde 2014 an der Medizinischen Fakultät der FAU ein neues Forschungszentrum mit beispielhafter Konzeption und Infrastruktur in Betrieb genommen. Im Rahmen einer interdisziplinären Zusammenarbeit von Medizinern und Naturwissenschaftlern werden dort neue Ansätze für eine verbesserte Diagnostik und Therapie von Erkrankungen entwickelt. Im Mittelpunkt stehen dabei verschiedene Aspekte der Entzündungs-, Tumor-, Nieren-, Herz- und Kreislaufforschung. Die Konzeption für das TRC wurde 2007 und im Rahmen einer kompetitiven Ausschreibung für innovative Forschungszentren nach Art. 91 b Abs. 1 Nr. 33 GG entwickelt und nach positiver Evaluation durch den Wissenschaftsrat realisiert. Die Planung des TRC ist auf eine hocheffiziente und flexible Raumnutzung ausgelegt. Die Labormodule haben einen einheitlichen Grundriss. Alle Laborbereiche verfügen in einer zentralen Mittelzone über Multiusergerätebereiche, um eine effiziente Ausnutzung von Geräten und Messinstrumenten zu ermöglichen. Mehrere Core Units ergänzen die Infrastruktur, in dem sie zusätzliche Funktionalitäten vorhalten. Dazu gehört ein zentraler Isotopenbereich, in dem unter anderem Markierungsstoffe für neue Bildgebungsmethoden entwickelt werden, eine Biobank zur professionellen Lagerung, Aufbereitung und Analyse von Blut und Harnproben von Patienten und eine Einheit zum Immunmonitoring von Patienten mit Hilfe von hochmoderner Zellanalytik. Die Forschungsbereiche sind in einer sehr offenen Struktur miteinander verbunden, um einen interaktiven Austausch zu fördern. Dazu wurde außerdem ein zentraler Personalaufenthalts- und Kommunikationsbereich für alle Mitarbeiter geschaffen.

Zur Verbesserung der medizinischen Forschung hat das Universitätsklinikum Erlangen im Jahr 2009 beschlossen, ein neues Forschungsgebäude einzurichten, um die zukunftsorientierte biomedizinische Forschung am Standort Erlangen weiter auszubauen. Der Kussmaul Campus für Medizinische Forschung versteht sich als Bindeglied zwischen biomedizinischer und molekularbiologischer Grundlagenforschung sowie angewandter klinischer Forschung.

Im Nikolaus-Fiebiger-Zentrum (NFZ, Forschungsbericht Nikolaus Fiebiger Zentrum) sind zwei Lehrstühle für Experimentelle Medizin I und II (Molekulare Pathogeneseforschung und Molekulare Tumorforschung), die Abteilung für molekulare Immunologie, eine Abteilung der Genetik (Naturwissenschaftliche Fakultät) sowie die beiden Nachwuchsgruppen des IZKF der Medizinischen Fakultät angesiedelt. Darüber hinaus werden zeitlich begrenzt Laborflächen an klinische Forschergruppen vergeben. Die Intention des Forschungszentrums ist, die biomedizinische Forschung der Medizinischen Fakultät zu stärken, indem Kooperationen zwischen Grundlagen- und klinischen Forschern angeregt werden. Auch soll jungen klinischen Forschern die Möglichkeit gegeben werden, kompetitive biomedizinische Forschungsprojekte mit Hilfe der Infrastruktur eines modernen Forschungsinstitutes zu verfolgen.

Core units

Core units sind zentralisierte, methodische Plattformen, die einem breiten Nutzerkreis den Zugang zu entsprechenden Methoden und Technologien ermöglicht. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Core Units stehen den Forscherinnen und Forschern als kompetente Ansprechpersonen beratend zur Verfügung.

Die Core Unit bietet operator-unterstützte Zell-Sortierungen an einem MoFlo-(Beckman Coulter), Astrios (Beckman Coulter) und einem FACS AriaII-(Beckton Dickinson) Zell-Sorter sowie Zugang zu zwei assoziierten Analysegeräten (LSR Fortessa und CantoII von Beckton Dickinson) und Immunomonitoring-Services an drei Standorten in Erlangen für alle Beschäftigten der FAU und des Universitätsklinikums Erlangen. Weitere Informationen und Kontakt Cell-Sorting

Ziel von Preclinical Imaging Platform Erlangen (PIPE) ist es, Forschern und Arbeitsgruppen der FAU, aber auch externen Kooperationspartnern Zugang zur multimodalen Kleintierbildgebung zu ermöglichen. Die Integration verschiedener nicht-invasiver Bildgebungsmodalitäten an einem Ort bildet die Voraussetzung für zielgerichtete, moderne bildgebende Forschung. Mit PIPE stehen dezidierte Kleintierscanner der Modalitäten MRT (7 Tesla ClinScan, Bruker), CT, PET und SPECT (Hybridgerät Inveon, Siemens) zur Verfügung, um in vivo und ex vivo Untersuchungen durchzuführen.  Weitere Informationen und Kontakt PIPE

Wissenschaftlicher Leiter: Prof. Dr. André Reis
Laborleiter: Dr. Arif Ekici
Mission
Die Core Unit Next Generation Sequencing (NGS-CU) wird von der Medizinischen Fakultät getragen und vom Humangenetischen Institut betrieben. Ziel der Core Unit (CU) ist es, eine kosten- und zeiteffiziente Nutzung von Spitzentechnologie für Genomanalysen zur Verfügung zu stellen und dies auch mit Beratung bei der Projektplanung und der anschließenden Datenanalyse zu gewährleisten.
Angebot
Wir bieten Analysen mittels NGS für Projekte aus dem UKER, den Instituten und Departments der FAU, aber auch für externe Forschungs-Kooperationspartner. Das Leistungsspektrum umfasst dabei auch die Beratung bei der Projektplanung und die anschließende (primäre) Datenanalyse. Die Methoden umfassen eine große Bandbreite verschiedener genomweite Analysen: whole transcriptome-, whole methylome-, ChIP- und ATAC-sequencing. Neu hinzugekommen ist die Möglichkeit der Transkriptom-Analyse auf Einzelzellebene, die wir auf der Chromium-Plattform der Firma 10xGenomics durchführen (single cell-RNASeq).
Was machen wir genau?
Unser Beitrag an den Projekten umfasst dabei die Qualitätskontrolle nach Übernahme des zu analysierenden Materials, je nach Fragestellung verschiedene Anreicherungs- bzw. Abreicherungsmethoden, Präparation der Sequenzierbibliotheken und die Sequenzierung dieser Bibliotheken. Die Daten-Auswertung führen wir in enger Absprache mit dem Nutzer/den Kooperationspartnern durch. Für die NGS-Methoden können wir auf die Plattform der Firma Illumina (HiSeq-2500) zurückgreifen. Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung in der Durchführung und der bioinformatischen Auswertung solcher Experimente und haben hierzu robuste und zuverlässige Verfahren entwickelt und angewandt.

Für eine sichere statistische Analyse sollte dringend die Analyse von je mind. drei biologischen Replikaten eingeplant werden. Aus Erfahrung kann man aber sagen, dass erst mind. vier Replikate eine Redundanz gegen Ausfall von einzelnen Proben bieten („outlier“). Wir benötigen netto 100-1000ng RNA-Menge, versuchen aber eher im oberen Bereich in die Prozessierung zu gehen. Für die QC per BioAnalyzer etc. benötigen wir noch einige zusätzliche uL Volumen. Deswegen sollten wir Volumina von mind. 10-20 uL bekommen. Wir bekommen die meisten RNA aus Qiagen- bzw. Phenol-basierten Extraktionen. Das Poolen von biol. Replikaten beeinträchtigt nicht die Laborprozessierung, in der Datenanalyse kann man dann aber lediglich nur eine „Summenaussage“ machen. Dies wird deshalb nur bei zu geringem Material gemacht: z.B. sortierte Zellen, zu geringe Zellzahl bei „Laser Capture Microdissection“ etc.
Für die uns überlassenen Total-RNA-Proben führen eine Qualitätskontrolle (Agilent BioAnalyzer) durch und melden uns bei Ihnen mit QC-Ergebnissen. Bei ausreichender Qualität erstellen wir die Sequenzier-Bibliotheken und führen die Sequenzierung durch. Die bioinformatische Datenanalyse führen wir in enger Abstimmung mit Ihnen durch und stehen für Ihre Wünsche bei der graphischen Darstellung der Ergebnisse zu Verfügung.

Für diese Analyse brauchen wir eine Vorlaufzeit von 2-3 Wochen. Entsprechend machen wir vorab einen Termin für die Übergabe der frischen Zellsuspension aus, vorzugsweise an einem Dienstag oder Mittwoch. Details der benötigten Quantität und Qualität der Zellen werden wir vorab mit Ihnen besprechen, ebenso wie die erforderliche Sequenziertiefe. In der Regel strebt man eine Mindestzahl von 5.000 Zellen/Gruppe/Analyse an. Wenn die Sequenzier-Bibliotheken erfolgreich erstellt wurden, melden wir uns bei Ihnen mit den QC-Ergebnissen. Auch hier führen wir nach der Sequenzierung die bioinformatische Datenanalyse in enger Abstimmung mit Ihnen durch.

  • Die RNA-Proben sollten Total-RNA sein, daran lässt sich die Qualität am besten ermitteln. Wir brauchen Informationen, wie Volumen, Menge, Konzentration und sonstige QC-Daten, soweit vorhanden.
  • Alle RNA sollten sicher und gut DNAse-verdaut sein. Bitte die Methode auflisten.
  • Bei allen Proben sollten Sie uns Angaben, wie Spezies, Gewebe, bei Zellkultur auch Zelltyp, nennen, bei sortierten Zellen die Anzahl der Zellen.
  • Sind Transkripte aus einem Fremdorganismus zu erwarten, z. B. infolge Transfektion?
  • Alle Proben sollten sowohl in den mitgelieferten Daten als auch auf den Tubes gleichlautend und so kurz wie möglich benannt werden.
  • Gibt es eine bevorzugte Referenz oder ein bevorzugtes Genmodell? Wir verwenden standardmäßig: hg19/38, mm38, Rnor5/6 und das aktuelle Ensembl-Genmodell.
  • Welche paarweisen oder geblockten Vergleiche der Proben sind sinnvoll? Definition von Probengruppen für die Datenanalyse!
  • Sind Gene mit differentieller Expression als Positivkontrollen bekannt (z. B. per qPCR getestet)?
  • Wird eine sehr hohe oder eine sehr niedrige Anzahl exprimierter Gene vermutet?
  • Sind Batch-Effekte bekannt? Wenn ja: welche Proben gehören in welche Batches?
  • Sample-ID (wie auf den Eppis)
  • Volumen
  • Konzentration
  • Extraktionsart (Kit)

Alle nötigen Daten der Proben benötigen wir tabellarisch in elektronischer Form und stellen dafür eine Vorlage zu Verfügung.

Die Analyse-Kosten richten sich nach der Fragestellung. Häufig nachgefragte Analysen und ihre Kosten sind:
  • Bulk-RNA-Seq für Expressionsanalyse: 500 Euro (30 Mio. 100bp single-end Reads/Sample)
  • Single cell-RNA-Seq für Expressionsanalyse: 2.240 Euro (auf der Basis von 5.000 Zellen und 5.000-20.000 Reads/Zelle je nach Zelltyp)
  • Methyl-Seq (nach Anreicherung durch Nutzer): 600 Euro
  • ChIP-Seq/ATAC-Seq (nach Anreicherung durch Nutzer): 350 Euro

Die Preise gelten nur für Projekte aus dem Universitätsklinikum oder FAU, da es sich um einen durch die Fakultät subventionierten Service handelt.

Diese Kosten decken sämtliche Sachkosten für die Experimente und die anteiligen Kosten für projekt-bezogene Personalkosten, und beinhalten die Aufbereitung und Bereitstellung der Daten in geeigneter Form für die eigene weitergehende Datenanalyse. Dieser Service bedingt keine formelle Kooperation, ein „Acknowledgement“ wäre angebracht. Darüber hinausgehende detaillierte bioinformatische Datenanalysen auf Kooperationsbasis sind natürlich möglich und werden in der Regel auch gerne in Anspruch genommen.

Die Abrechnung erfolgt über interne Leistungsverrechnung. Wir schicken Ihnen ein entsprechendes Formular zu, indem die Probenzahl vermerkt ist. Sie schicken uns dann dieses Formular, um die Kostenstelle ergänzt und unterschrieben, wieder zurück. Bei Projekten aus der Universität stellen wir stattdessen eine Rechnung aus.
Bei Projekten außerhalb Erlangens gelten andere Preise, und es muss auch die MwSt. berechnet und abgeführt werden.

Weitere Informationen
Arif Bülent Ekici

Das Präklinische Experimentelle Tierzentrum (PETZ; Forschungsbericht PETZ) der Medizinischen Fakultät ist eine Einrichtung des Franz-Penzoldt-Zentrums (FPZ), die der Durchführung von grundlagenorientierter und präklinischer Forschung an Tiermodellen dient. Es steht primär allen Nutzern aus der Medizinischen Fakultät offen, bietet aber auch Forschergruppen und -verbünden aus Universität und Industrie eine moderne Tierhaltung mit direkt angeschlossenen Experimentalräumen. Das Zentrum ist eine wissenschaftsorientierte Tierversuchseinrichtung, die für ihre Nutzer eine moderne Infrastruktur und spezifisch-pathogen-freie (SPF) Bedingungen für tierexperimentell-präklinisches Arbeiten bereithält. Es werden unterschiedliche forschungsnahe Dienstleistungen angeboten, wie z. B. der Import von transgenen Mausstämmen mittels Embryotransfer sowie die tierärztliche Begleitung chirurgischer oder toxikologischer Studien an Groß- und Kleintieren. Das PETZ ermöglicht mit seiner Infrastruktur eine effektive und optimierte Durchführung des tierexperimentellen Arbeitens von der grundlagenorientierten bis hin zur kliniknahen Forschung. Es ist somit ein vielseitiger und professioneller Partner in allen Bereichen auf dem Weg von der Idee bis zur Entwicklung von Therapien zum Wohl von Patienten in einem kontrollierten, standardisierten und tiergerechten Umfeld. Weitere Informationen und Kontakt PETZ

Geräteplattformen

Neben den Core Units ermöglichen auch Geräteplattformen den Zugang zu kostenintensiven modernen Methoden und Technologien und fördern die wissenschaftliche Weiterentwicklung.

Genetische und genomische Studien für komplexe Eigenschaften und klinische Studien erfordern eine hohe Qualität an DNA-Proben der Probanden sowie eine konsequente und verlässliche Abwicklung und Verfolgung einer großen Anzahl an Proben. Im Jahr 2009 wurde die IZKF Geräteplattform Z4 „DNA-Extraktionsplattform (Biobank)“ etabliert, welche qualitätskontrollierte DNA-Extraktion aus Blutproben oder anderen Körperflüssigkeiten, deren Bearbeitung und Aliquotierung sowie deren Langzeitarchivierung anbietet. Die Core Unit besitzt zwei große halbautomatische DNA-Extraktionsplattformen, ein „chemagic magnetic separation“ Modul I (Perkin Elmer) und ein Autopure LS (Qiagen) und hat eine Kapazität von bis zu 10.000 Proben/Jahr. Beide Plattformen liefern eine hohe Qualität an DNA Proben, geeignet für alle weiterführenden Anwendungen, wie PCR, SNP Genotypisierung, Microarray-Anwendungen und Next Generation Sequencing. Ein Teil der Geräteausstattung wurde durch das Comprehensive Cancer Center, FAU, kofinanziert. Nach Abschluss der IZKF Förderung im Jahr 2013 bietet die Geräteplattform weiterhin ihre Dienstleistungen an und finanziert sich durch Nutzungsgebühren.  Weitere Informationen und Kontakt Biobank

Die Geräteplattform „Affymetrix“ führt Gen-Chip-Analysen der Firma Affymetrix durch. Zu den Anwendungsgebieten gehören zum einen Genexpressionsanalysen auf RNA-Ebene beim Menschen sowie bei Maus und Ratte, zum anderen die Genotypisierung von Einzelbasenpolymorphismen (single nucleotide polymorphisms, SNP) aus DNA-Proben und darüber hinaus auch Untersuchungen an genomischer DNA von Patienten oder Geweben und Tumoren zur Kopienzahlbestimmung.  Weitere Informationen und Kontakt Affymetrix