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ZBS 6: Proteomik und Spektroskopie

Leitung:: Peter Lasch
Vertretung:: Michael Beekes

Aufgaben

Zur Charakterisierung biologischer Agenzien werden im Fachgebiet ZBS 6 massenspektrometrische, schwingungsspektroskopische und weitere zellfreie und zellbasierte in vitro Techniken eingesetzt. Schwerpunkte unserer Forschungsaktivitäten sind die

Identifizierung und Charakterisierung von Pathogenen mittels proteomischer Techniken (LC-MS/MS sowie MALDI-TOF MS),
Entwicklung von Raman- und Infrarotspektroskopischen bzw. von massenspektrometrischen Verfahren zur schnellen Detektion und Identifizierung von Bakterien und Viren, sowie die
Untersuchung der molekularen und strukturellen Grundlagen proteinöser Keimaktivität („Seeding Activity“) von Prionen und anderen selbstreplizierenden Eiweißpartikeln (Prionoiden/proteopathischen Seeds) bei zerebralen Proteinopathien wie der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit bzw. der Parkinson-Krankheit

AG 1: Diagnostik

Untersuchungen von Proben ungewöhnlicher biologischer Ereignisse mit hochpathogenen Erregern (Bioterrorismus, natürliche und zufällige Ausbrüche) mittels Massenspektrometrie und konfokaler Raman-Mikrospektroskopie (in Zusammenarbeit mit ZBS 2)

AG 2: Forschung und Entwicklung

Charakterisierung pathogener Mikroorganismen mittels proteomischer und spektroskopischer Techniken (MALDI-TOF MS, LC-MS/MS, Raman- und Infrarot (IR)-Spektroskopie), Entwicklung von Software für die Identifizierung und Charakterisierung von Pathogenen aus massenspektrometrischen und schwingungsspektroskopischen Daten
Proteomische und molekularbiologische Untersuchungen bei Proteinopathien/neurodegenerativen Erkrankungen
Bereitstellung des zentralen Proteomik-Services für Arbeitsgruppen des RKI
Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung von Mikroorganismen und mikrobiellen Biofilmen auf Basis von konfokaler Raman-Spektroskopie, IR-Nahfeld-Spektroskopie und Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Pathogenese-Mechanismen bei neurodegenerativen Proteinopathien des ZNS
Gesundheitliche Fragen des Transports ansteckungsgefährlicher Stoffe

AG 3: Prionen und Prionoide

Leitung: Michael Beekes
Vertretung: Achim Thomzig

Untersuchung der molekularen und strukturellen Grundlagen proteinöser Keimaktivität („Seeding Activity“) von Prionen und anderen selbstreplizierenden Eiweißpartikeln (Prionoiden/proteopathischen Seeds) bei zerebralen Proteinopathien wie der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit bzw. der Parkinson-Krankheit
Entwicklung/Validierung von Verfahren zur Desinfektion von Prionen und Prionoiden/proteopathischen Seeds
Etablierung von Alternativmethoden zum Tierversuch für den sensitiven Nachweis proteinöser Keimaktivität von Prionen und Prionoiden/proteopathischen Seeds

Stand: 24.05.2023

Ausgewählte Publikationen

Doellinger J, Blumenscheit C, Schneider A, Lasch P (2023): Increasing Proteome Depth While Maintaining Quantitative Precision in Short-Gradient Data-Independent Acquisition Proteomics.
J Proteome Res.: doi: 10.1021/acs.jproteome.3c00078. Epub ahead of print. mehr
Lasch P, Stämmler M, Schneider A (2023): Version 4 (20230306) of the MALDI-ToF Mass Spectrometry Database for Identification and Classification of Highly Pathogenic Microorganisms from the Robert Koch-Institute (RKI).
ZENODO. (Version 20230306): doi: 10.5281/zenodo.7702375. mehr

Alle anzeigen

Schwenke KA, Wagenführ K, Thanheiser M, Beekes M (2023): Kinetics of the reduction of Creutzfeldt-Jakob disease prion seeding activity by steam sterilization support the use of validated 134°C programmes.
J Hosp Infect. 132: 125-132. doi: 10.1016/j.jhin.2022.08.014. mehr
Grossegesse M, Bourquain D, Neumann M, Schaade L, Schulze J, Mache C, Wolff T, Nitsche A, Doellinger J (2022): Deep Time Course Proteomics of SARS-CoV- and SARS-CoV-2-Infected Human Lung Epithelial Cells (Calu-3) Reveals Strong Induction of Interferon-Stimulated Gene Expression by SARS-CoV-2 in Contrast to SARS-CoV.
J. Proteome Res. 21 (2): 459-469. doi: 10.1021/acs.jproteome.1c00783. mehr
Schwenke KA, Wälzlein JH, Bauer A, Thomzig A, Beekes M (2022): Primary glia cells from bank vole propagate multiple rodent-adapted scrapie prions.
Sci Rep 12 (1): 2190. doi: 10.1038/s41598-022-06198-4. mehr
Baqué M, Backhaus T, Meeßen J, Hanke F, Böttger U, Ramkissoon N, Olsson-Francis K, Baumgärtner M, Billi D, Cassaro A, de la Torre Noetzel R, Demets R, Edwards H, Ehrenfreund P, Elsaesser A, Foing B, Foucher F, Huwe B, Joshi J, Kozyrovska N, Lasch P, Lee N, Leuko S, Onofri S, Ott S, Pacelli C, Rabbow E, Rothschild L, Schulze-Makuch D, Selbmann L, Serrano P, Szewzyk U, Verseux C, Wagner D, Westall F, Zucconi L, de Vera JP (2023): Biosignature stability in space enables their use for life detection on Mars.
Sci Adv. 8 (36): eabn7412. doi: 10.1126/sciadv.abn741. mehr
Mülner P, Schwarz E, Dietel K, Herfort S, Jähne J, Lasch P, Cernava T, Berg G, Vater J (2021): Fusaricidins, Polymyxins and Volatiles Produced by Paenibacillus polymyxa Strains DSM 32871 and M1.
Pathogens 10 (11): 1485. Epub Nov 15. doi: 10.3390/pathogens10111485. mehr
Pinder P, Thomzig A, Schulz-Schaeffer WJ, Beekes M (2021): Alpha-synuclein seeds of Parkinson’s disease show high prion-exceeding resistance to steam sterilization.
J. Hosp. Infect. 108 (Feb): 25-32. Epub 2020 Oct 31. doi: 10.1016/j.jhin.2020.10.018. mehr
Blumenscheit C, Pfeifer Y, Werner G, John C, Schneider A, Lasch P, Doellinger J (2021): Unbiased Antimicrobial Resistance Detection from Clinical Bacterial Isolates Using Proteomics.
Anal. Chem. 93 (44): 14599-14608. Epub Oct 26. doi: 10.1021/acs.analchem.1c00594. mehr
Thomzig A, Wagenführ K, Pinder P, Joncic M, Schulz-Schaeffer WJ, Beekes M (2021): Transmissible α-synuclein seeding activity in brain and stomach of patients with Parkinson’s disease.
Acta Neuropathol. 141 (6): 861–879. Epub Apr 24. doi: 10.1007/s00401-021-02312-4. mehr
Wälzlein JH, Schwenke KA, Beekes M (2021): Propagation of CJD Prions in Primary Murine Glia Cells Expressing Human PrPc.
Pathogens 10 (8): 1060. Epub Aug 20. doi: 10.3390/pathogens10081060. mehr
Lasch P, Schneider A, Blumenscheit C, Doellinger J (2020): Identification of Microorganisms by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS(1)) and in Silico Peptide Mass Libraries.
Mol. Cell. Proteomics. 19 (12): 2125-2139. Epub Sep 30. doi: 10.1074/mcp.TIR120.002061. mehr
Doellinger J, Schneider A, Hoeller M, Lasch P (2020): Sample Preparation by Easy Extraction and Digestion (SPEED) - A Universal, Rapid, and Detergent-free Protocol for Proteomics Based on Acid Extraction.
Mol. Cell. Proteomics 19 (1): 209–222. Epub 2019 Nov 21. doi: 10.1074/mcp.TIR119.001616. mehr
Doellinger J, Blumenscheit C, Schneider A, Lasch P (2020): Isolation Window Optimization of Data-Independent Acquisition Using Predicted Libraries for Deep and Accurate Proteome Profiling.
Anal. Chem. 92 (18): 12185–12192. Epub Aug 25. doi: 10.1021/acs.analchem.0c00994. mehr
Beekes M, Mielke M, Thomzig A (2019): Avoid brain contamination from surgery.
Nature 565 (7740): 429. Epub Jan 23. doi: 10.1038/d41586-019-00232-8. mehr
Lasch P, Noda I (2019): Two-Dimensional Correlation Spectroscopy (2D-COS) for Analysis of Spatially Resolved Vibrational Spectra.
Appl. Spectrosc. 73 (4): 359–379. Epub Mar 21. doi: 10.1177/0003702818819880. mehr
de Vera JP, Alawi M, Backhaus T, Baqué M, Billi D, Böttger U, Berger T, Bohmeier M, Cockell C, Demets R, de la Torre Noetzel R, Edwards H, Elsaesser A, Fagliarone C, Fiedler A, Foing B, Foucher F, Fritz J, Hanke F, Herzog T, Horneck G, Hübers HW, Huwe B, Joshi J, Kozyrovska N, Kruchten M, Lasch P et al. (2019): Limits of life and the habitability of Mars: the ESA space experiment BIOMEX on the ISS.
Astrobiology 19 (2): 145–157. Epub Feb 11. doi: 10.1089/ast.2018.1897. mehr
Vater J, Herfort S, Doellinger J, Weydmann M, Lasch P, Borriss R (2018): Genome Mining of the Lipopeptide Biosynthesis of Paenibacillus polymyxa E681 in Combination with Mass Spectrometry: Discovery of the Lipoheptapeptide Paenilipoheptin.
Chembiochem. 19 (7): 744-753. Epub Jan 25. doi: 10.1002/cbic.201700615. mehr
Lasch P, Stämmler M et al. (2018): FT-IR Hyperspectral Imaging and Artificial Neural Network Analysis for Identification of Pathogenic Bacteria.
Anal. Chem. 90 (15): 8896-8904. Epub Jun 26. doi: 10.1021/acs.analchem.8b01024. mehr
Paul L, Kirsch P, Thomzig A, Thöne-Reineke C, Beekes M (2018): Practical approaches for refinement and reduction of animal experiments with bank voles in prion research.
Berl Münch Tierärztl Wochenschr. 131 (6): 359-367. doi: 10.2376/0005-9366-17108. mehr