Ehemalige Forschungsgruppe Sühnel (bis 2011)

Biocomputing: Struktur-Bioinformatik, Computer-Genomanalyse & Datenbankentwicklung

Jürgen Sühnel ging 2011 in den Ruhestand, war aber bis Juni 2015 noch als Koordinator des Jena Centre for Systems Biology of Ageing - JenAge mit dem FLI verbunden.

Die Arbeitsgruppe hat in Bioinformatik und Systembiologie mit Schwerpunkten in der Strukturbiologie, der Computer-Genomanalyse und der Datenbankentwicklung gearbeitet. Die strukturbiologischen Arbeiten hatten das Ziel, neue ungewöhnliche Motive und Interaktionen in der dreidimensionalen Struktur von Proteinen und Nukleinsäuren zu identifizieren und zu analysieren. Dafür wurden quantenchemische Berechnungen, Moleküldynamik-Simulationen und Struktur-Bioinformatik-Analysen eingesetzt.

Im Einzelnen wurden die folgenden Motive untersucht:

  1. Wasservermittelte Interaktionen in Basenpaaren von Nukleinsäuren,
  2. Geometrie und elektronische Struktur von Basen-Tetraden-Motiven, die z.B. in Telomeren-Strukturen vorkommen,
  3. C-H...O-, C-H...N- und C-H...PI-Wechselwirkungen

Die Arbeiten der Gruppen hatten immer auch das Ziel neue Datenbanken oder Internet-Werkzeuge zu etablieren. In den letzten Jahren lag der Fokus hier insbesondere auf der Entwicklung einer neuen Datenbank, die Informationen über Ageing Factors wie Gene, chemische Verbindungen und andere Faktoren (z.B. Kalorienreduzierung) enthält.

Telomere DNA-Sequenzen bilden DNA-Tetraplex-Strukturen. Ein Beispiel für eine entsprechende Struktur mit der Telomerensequenz vom Menschen ist oben gezeigt.
Sühnel: DNA-Tetraplex-Struktur einer telomeren DNA-Sequenz
Quantenchemische Berechnungen an Bausteinen dieser Strukturen wie der oben gezeigten Sandwich-Tetraden können zu einem besseren Verständnis ihrer Struktur und Funktion beitragen. (Meyer et al, 2005, 2007).
Sühnel: Sandwich-Tetrade

Letzte Projekte & Kooperationen

Aus den strukturbiologischen Arbeiten der Gruppe sind die Jena Library of Biological Macromolecules – JenaLib und der Jena3D Viewer hervorgegangen. Die JenaLib war in den 90-iger Jahren - damals war ihr Name noch IMB Jena Image Library of Biological Macromolecules - einer der ersten Ansätze, die in den Dateien der Protein-Datenbank (PDB) enthaltenen Informationen durch Visualisierung, aber auch durch andere Zusatzinformationen auch außerhalb der Structural Biology Community in nutzerfreundlicher Form zugänglich zu machen.

Der Fokus der Arbeitsgruppe war in der Computer-Genomanalyse auf die Entwicklung von Werkzeugen zur beschleunigten und verbesserten Annotation und Analyse prokaryotischer Genome gerichtet. Darüber wurde ein neuer Genom-Browser-Typ etabliert, bei dem die Nukleinsäuresequenz durch physiko-chemische Dinukleotid-Eigenschaften kodiert wird.

In der letzten Zeit lag der Schwerpunkt der Arbeiten auf der Entwicklung der Datenbank AgeFactDB, die Informationen zu ageing factors wie Gene, chemische Verbindungen oder auch andere Faktoren (z.B. Kalorienreduzierung) mit dem Ziel der Datenintegration kombiniert.

Im Einzelnen wurden folgende Datenbanken und Internet-Werkzeuge entwickelt:

Mit JPGV erzeugte zirkuläre Darstellung von Eigenschaften des Genoms E. coli K12. CDS(PDB) bezeichnet Gene, für die dreidimensionale Proteinstrukturen bekannt sind. Der Replikationsursprung korreliert mit dem Minimum der Größe purine excess (Romualdi et al, 2007).
Sühnel: zirkuläre Darstellung von Eigenschaften des Genoms E. coli K12

Unsere Gruppe hat zwischen 2001 und 2007 das Jena Centre for Bioinformatics - JCB koordiniert. Gegenwärtig ist J. Sühnel der Koordinator des Jena Centre for Systems Biology of Ageing - JenAge.

Kooperationen mit Gruppen im Haus:

Diekmann Lab und Platzer Lab

Externe Kooperationen:

  • M. Meyer, Revotar Biopharmaceuticals, Hennigsdorf,
  • C. Skerka and P. Zipfel, Hans Knöll Institute, Jena,
  • A. Gutermann, Medigene, Martinsried,
  • P. Dittrich, Jena University,
  • M. Hausmann, Heidelberg University
  • E.B. Pedersen, University of Southern Denmark, Odense

Kontakt

Jürgen Sühnel
Koordinator JenAge
+49 3641 65-6200
juergen.suehnel@leibniz-fli.de