Change of language, change of content

From now on this blog is about my adventures in bioinformatics and in the use of open source software:
The code is bash, perl, R -especially sweave/noweb-, LaTeX and my lovely, beastly OS editor`s (Gnu-Emacs) elisp.

I will publish code snippets and short comments in English language. You con read about the same and my other more biology focussed interests in German on Alles was lebt.

Montag, 25. August 2008

Show-off (international version) Update

Hier ist die endgültige Version meines Vortrags. Um 4 heute Nachmittag werd ich präsentieren!


Sonntag, 17. August 2008

Lesetip

Auf der hier in Edinburgh gerade stattfindenden Buchmesse habe ich gestern eine sehr interessant Buchserie für mich entdeckt:

Oxford University Press: Very short introductions

Die Bücher umfassen 100-150 Seiten im Hosentaschenformat. Ursprünglich wollte ich mir nur mal zu Gemüte führen wie mein "ober Chef" und seine Frau sich eine Einführung in die Evolutionstheorie vorstellen, heute habe ich mir dann aber überzeugt von dem Konzept noch einige weitere der Bücher gekauft. Von "Mathematics" bin ich nach den ersten 25 Seiten auch überzeugt, Molecules hab ich halb durch und finds gut.

Die anderen drei kann ich noch nicht beurteilen, aber vielversprechend...

The Sunday Nematode

Da die Verbesserung meines Vortrag in den nächsten Tagen Vorrang hat wird der Nematode der der Woche diesmal etwas weniger ausführlich:

Aufmerksam wurde ich auf den Sonntags-Wurm durch diesen Artikel, der ein geographisches und taxonomisches Ungleichgewicht in der Untersuchung eingeschleppter Spezies aufzeigt. Es gibt neben meinem Liebling Anguillicola crassus einen zweiten (nur!) Nematoden der als Alien gesteigerte Aufmerksamkeit der Wissenschaft auf sich gezogen hat:

Bursaphelenchus xylophilus

Dieser Pflanzen- Parasit ist dabei einer der wenigen Invasoren in Asien, der genauer studiert wird. Verschleppt wurde der unscheinbare Nematode nämlich aus den Kiefernwäldern Nord-Amerikas in jene Japans. Mit verheerenden Folgen:
Eine befallene Kiefer (
Japanische Rot-Kiefer (P. densiflora) und Japanische Schwarz-Kiefer (P. thunbergii)) stirbt innerhalb weniger Wochen oder Monate komplett ab.

Für ihre Verbreitung nutzen die Holzwürmer (hier passt der Name wirklich!) Käfer der Gattung Monochamus als Verktor"-Komplizen".
Im Holz eines stark beschädigten Baumes "riechen" die Nematoden Larven (L3) wo eine Käfer-Larve gerade am absterbenden Baum nagt (die Käfer Larven fressen nur abgestorbenes Holz). Die Larven suchen aktiv ihren Komplizen und dringen wenn dieser sich verpuppt in dessen Trachäen ein. Dort bilden sie Dauer-Larven, eine häufig bei Nematoden beobachtete Taktik um besipielsweise nahrungsarme Perioden zu überstehen. Der adulte Käfer schlüpft aus der Puppe und fliegt an einen neuen, noch gesunden Baum, dessen junge Zweige er (anders als seine Larve) von außen annagt. Dieser wieddreum etwas anderen Duft veranlasst die wartenden Larven dazu den Käfer über die Atemöfnungen zu verlassen und über die Fraßwunden in den noch gesunden Baum einzudringen.
Die Auswirkngen des Nematoden auf ganze Wälder können verheerend sein, da er diesen komplexen Lebenmszyklus nicht zwangsläufig durchlaufen muss. Solange der parasitierte Baum noch lebt kann er sich auch direkt weiterentwickeln besitzt eine sehr kurze Generationszeit und kann sich so massenhaft vermehren.

Ein Review in dem auch die wirtschaftlichen Folgen beschrieben werden findet man hier, vorausgesetzt man hat Zugriff...

Nachtrag:
Die Bezeichnung "entomophil" aus dem letzen Nematoden der Woche Post war wohl etwas veraltet: "Entomopathogener Neamtode" sollte das eigentlich heißen, dazu gibts dann auch nen schönen Wikipedia-Artikel.

Montag, 11. August 2008

Show-off (international version)

Für den wöchentlichen Nematoden wirds diese Woche wieder eng... Aus Zeitmangel nur ein kleine persönliche Mitteilung: Ich werde in Paris das zehnte Europäische Mulikolloquium der Parasitologie (EMOPX) besuchen und dort auch vortragen. Hier also mein abstract:

Divergence between East Asian and European populations of the swimbladder-nematode Anguillicola crassus

Heitlinger, E. 1, Weclawski, U.1, Taraschewski H.1, Münderle, M.1, Klar, B. 2, Han, Y., S.3,, Blaxter, M.4

1University of Karlsruhe, Zooligical Instiute I, Department of Ecology and Parasitology, Kornblumenstr. 13, 76131 Karlsruhe, Germany

2University of Karlsruhe, Institut für Mathematische Stochastik, 76128 Karlsruhe, Germany

3Institute of Fisheries Science, National Taiwan University, Taipei, Taiwan 106

4Institute of Evolutionary Biology, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom


Anguillicola crassus is an eel-specific swimbladder nematode naturally parasitizing Anguilla japonica in East Asia. From the early 1980s it has colonized not only almost all populations of the European eel Anguilla anguilla throughout the range of this novel host, but also the American eel A. rostrata in the 1990s. Since invasions coincided with a host switch it was interesting to determine how individuals from colonized areas and hosts differed in their morphology and virulence from those belonging to the East Asian source. We compared worms from several locations in Europe to conspecifics from Taiwan. Worms deriving from European eels were significantly larger and had a higher body mass than those from Japanese eels. The dimensions of the oesophagus and the buccal capsule were significantly different, suggesting divergence of these features between European and Asian population. Further we carried out cross infection experiments to elucidate the degree of divergence in the two nematode populations when harboured in the same host. These experiments suggest a generally decreased virulence of the European population compared to the Asian population as well as differentiation of live history traits. Further studies using new high throughput sequencing technology and multiple cycles of cross infection should reveal whether the these differences are due to modifications or whether they reflect the rapid evolution of A. crassus in its European range.


Ich bin der einzige aus den beiden Gruppen in Edinburgh und Karlsruhe, der die Tagung besucht. Als ich das Abstract geschrieben hab, hatte ich eigentlich das Ziel einen Vortrag zu halten (Vortrag oder Poster wurde von einem Kommittee entschieden), deshalb habe ich den Text sehr in Richtung Ergebnisse ausgelegt, nicht zu sehr auf mein frisch begonnenes Project, von dem ich leider noch keine Ergebnisse zeigen kann...
Nun habe ich einige Problemchen: (a)Die Ergebnisse im "Morphological divergence" Teil wurden in Karlsruhe erzielt bevor ich dort mitgearbeitet habe. Ich bin zwar mit den Daten vertraut, kann das ganze aber unmöglich als meine Arbeit verkaufen. (b)An den Kreuzinfektionen für den Virulenz-Teil arbeite ich mit, sie sind aber Hauptbestandteil einer anderen Dissertation. (c) Mein gerade begonnenes Projekt ist viel spannender! (d) Der Vortrag darf nur zehn Minuten dauern.

Mir muss also irgendwie innerhalb dieser Zeit der Spagat gelingen die im Abstract versprochenen Ergebnisse zu präsentieren, aber auch viel Gewicht auf die Vorstellung meines Dissertations-Projekts zu legen.

Hier ist meine Präsentation:



Problem: Zu viele Folien, da müssen noch 2 Folien raus um in der Zeit bleiben zu können...
Für Vorschläge bin ich dankbar!



Mittwoch, 30. Juli 2008

The Wednesday Nematode

Dies ist der erste Teil der hoffentlich recht regelmäßigen Serie, in der ich versuchen will einen Blick auf einzelne Arten der abundantesten Organismengruppe unseres Planeten zu werfen.

Den Anfang macht ein Nematode mit einer monströsen Besonderheit, doch dazu später, zuerst die eher grauen Fakten. Der Fadenwurm der Woche ist:
Sphaerularia bombi
Dabei handelt es sich um einen entomophilen Nematoden, d.h. einen Parasiten von Insekten, genauer von Hummeln (Gattung Bombus). S. bombi gehört zu den Tylenchina, einer Gruppe in der sich hauptsächlich an Pflanzen parasitierende Nematoden tummeln. Tylenchina ist einer Schwestergruppe der Rhabditina (z.b. C. elegans; meist freilebend) und Spirurina (z.b. Brugia malayi; allesamt parasitisch). (NCBI Taxonomie kann man vergessen; hier steht was wirklich Stand der Forschung ist).

Erst 2007 wurde eine zweite Art der Gattung entdeckt, die Sphaerularia vespae getauft wurde und in Vespen parasitiert (ha... gewieft diese Parasiten-Taxonomen).

Und nun zum monströsen Teil:

Eine Hummelkönigin kommt bei ihrer Suche nach einem Erdloch zum Überwintern mit den infektiösen Weibchen (ungewöhnlich: die Adulten sind infektiös) in Kontakt, diese dringen in die Körperhöhle ein. Im Haemocoel des Wirtes entwickelt sich dann der weibliche Wurm zur Gebärmaschiene. Der Uterus stülpt sich aus und bildet einen Schlauch, der den Wurm um ein Vielfaches an Länge und Volumen überragt. Der eigentliche Wurm wird dann sogar abgetrennt und stirbt ab, während der Schlauch über seine Oberfläche Nahrung aufnimmt.


Ja, das kleine Ding ist der eigentliche Organismus. Der Rest ist ein etwas groß geratener Geschlechtsapparat, der die Kontrolle übernommen hat.


"Ein [solcher] Sphaerularia-Schlauch gibt innerhalb von 1–1 1/2 Wochen die Masse seiner Eier in die Wirtsleibeshöhle ab. Nach 4–7 Tagen Embryonalentwicklung schlüpfen die Sphaerularia-Larven. [...] Die Larven verweilen 8–10 Tage in der Leibeshöhle der Hummel und nehmen während dieser Zeit, höchstwahrscheinlich osmotisch über die Körperkutikula, weitere Nahrung auf. Nach dieser Zeit sind die Darmzellen der Larven dicht mit Granula angefüllt, und die Sphaerularien sind nun in der Lage, den Wirt via Darm und After zu verlassen" (G. Madel 1966).

Dies geschieht wenn sich die infizierte Königin nach dem Überwintern im Frühling erfolglos ein Erdloch sucht um ihr Nest anzulegen. Dabei schlüpfen die genannten (L3) Larven (Nematologen sind bei der Namensgebung der Larvenstadien sehr kreativ: L1, L2, L3, L4, Adult) über die Analöffnung ins freie und "warten" in der Erde auf die nächste Hummel, die im Spätjahr zum Überwintern eine Erdhöhle suchen wird. Das "Warten" wird ihnen aber durch zwei Häutungen (L3-L4-Adult) und die Paarung verkürzt...
Für die männlichen Würmer ist es damit schon vorbei die Weibchen leben noch etwas bis ihr Geschlechtsapparat die Sache übernimmt.

Die infizierte Hummel versucht also einige male erfolglos ein Erdloch zu graben, und verteilt dabei die Larven. Ihre eigene Fortpflanzung findet in der Natur also wahrscheinlich nicht statt. Häufig wird von einer Kastration des Wirtes durch S. bombi ausgegangen (die Geschlechtsorgane der Hummel verschwinden), im Labor konnte allerdings schon eine erfolgreiche Eiablage einer Hummelkönigin der Art Bombus hypnorum beobachtet werden.

Fazit: Monströser Kastrator.

Weiteres Fazit: Verdammt, in der Zeit vor den Modellorganismen wurden verdammt coole Tiere erforscht. S. bombi hat dabei auch eine ganz eigene Geschichte: Der Vater der deutschen Parasitologie Rudolf
Leuckart hat sich schon damit beschäftigt, und Entwicklungsbiologie wurde an diesem Tier studiert als C. elegans noch irgend ein frei lebender Nematode war.

Herausragende Quelle:

G. Stein (1956) Weitere Beiträge zur Biologie von Sphaerularia bombi Leon Dufour 1837. Prasitology Research

die anderen Quellen sind verlinkt!


Montag, 28. Juli 2008

Synonyme Gen-Namen

Heute hat das Programm TaxMan bei mir für unerwartete Heiterkeit gesorgt (ich könnte mich jetzt noch wegschmeißen vor Lachen). Man kann das Programm dazu nutzen Sequenz-Datensätze von GenBank herunterzuladen. Im Laufe dieses Prozesses lässt man sich zu aus einem von Hand heruntergeladenen Datensatz Synonyme für Gen-Namen ausgeben, die man dann in einer config Datei speichert um eben z.B. nicht nur "SSU rRNA" sondern auch "small subunit ribosomal RNA" und alle möglichen Namenskombis beim später automatisierten Prozess zu erwischen.

Hier die Ausgabe die ich dabei heute Mittag bestaunen durfte:
[...]
The gene name small subinut ribosomal RNA was found 13 times
[...]

Ich schmeiss mich weg: Subinut, SUBINUT, SUBINUT

Find nur ich das so lustig? Setzt mein Hirn grad (wegen Überforderung) aus?
Zu verdanken hab ich das ganze Min Hu , Stefano D'Amelio, Xingquan Zhu, Lia Paggi und Robin Gasser die die 14 Sequenzen 2001 im Rahmen ihres Papers "Mutation scanning for sequence variation in three mitochondrial DNA regions for members of the Contracaecum osculatum (Nematoda: Ascaridoidea) complex." hochgeladen haben.

Sanke dehr!

Hoffentlich sind die Sequenzen selbst akkurater...

Freitag, 25. Juli 2008

192 mal daneben

Ich hab mich wohl etwas zu sehr gefreut, dass bisher hier alles so gut lief. Fast hab ich schon daran gezweifelt, dass Molekularbiologie langwierig und schwierig ist.
Eben hatte ich auf dem Gel (nee zwei Gelen) auf die ich DNA aus 192 Kolonie-PCRs aufgetragen hab keine einzige Bande.


Von der Sorte hab ich noch eins :-(

Ich hoff das liegt an der PCR und nicht daran dass die Kolonien nix waren...
Erster Verdacht: Ich hab das Template (also die Zellen) vergessen, wär gut möglich, dass ich nur den Mastermix verteilt hab...

Das Nachzählen der kleinen Spitzen im Abfall verstärkt diesen Verdacht.
Zum Glück hab ich hier noch keine Freunde, die mich vom Arbeiten abhalten, jetzt mach ich eben nochmal acht PCRs in denen garantiert n paar E. coli schwimmen.

Ich will die verdammten Pilot-ESTs am Dienstag! Ich will!

Meine cDNA ist okay sagt diese Kollegen:



Die Kolonien sind auch schön gewachsen und waren nicht im Enferntesten blau.

Jetzt hab ich auf jeden Fall was zu tun am Wochenende...


Und meine Pipetten kann ich in den Zwischenzeiten schon der Größe nach sortieren... neee doch lieber andersherum...

Mittwoch, 23. Juli 2008

Unsichtbare Pellets...

...und multiple Allignments haben mich über zwei Wochen vom Posten abgehalten!

Ich bin am 7.7. in Edinburgh angekommen und hatte etwas wenig Zeit, da ich mich hier erstmal akklimatisieren musste. Im Klartext heißt das, dass ich hier zum ersten mal seit fast zwei Jahren wieder mit molekularbiologischen Methoden arbeite und zum ersten mal überhaupt Sequenzdaten am Computer analysiere.

Wirklich überrascht bin ich davon, wie gut und reibungslos hier im Labor einfach alles funktioniert. Das liegt wahrscheinlich auch an dem Top-Equipment hier, ich werd in den nächsten Tagen noch Labor-Bilder posten...

Um mal zu zeigen, warum Edinburgh trotz des Wetters sehr schön und ne Reise wert ist, hier erst mal n paar Wochenend-Bilder...

Edinburgh ab 07.07.08

Freitag, 4. Juli 2008

I created a monster

Eigentlich wollte ich ja den Vortrag, den ich gestern in unserem Doktorandenseminar über mein Projekt gehalten hab filmen und das Video auf den Blog stellen. Leider hab ich mich dann nicht getraut vor den etwa 40 Zuhörern mein Handy zum Filmen in Position zu bringen...

Deshalb versuche ich die Präsentation einzubinden, ich hoffe das klappt...




Die Folie, die die Interpretation der Ergebnisse der SAGE erklärt enthält ne Animation, die Schrift liegt jetzt leider einfach übereinander.
Quiz: Wie sind die unterschiedlichen (idealisierten) Expressionsmuster interpretierbar?

Ich bereite gerade einen längeren Grundlagen-Post über (ultra-)Darwinismus/ Adaptionismus vor. Bislang existiert dieser Post zwar nur meinem Kopf, ich hoffe aber in diesem anhand meines Projekts die Grundzüge der Diskussion darstellen zu können. Dadurch sollte dann auch mein Projekt klarer werden...

Freitag, 27. Juni 2008

Nematoden als Hauptdarsteller

Phylogenetische Untersuchungen haben ein einfaches praktisches Problem:

Zeitaufwändig und mühevoll beschafft man die interessierenden Organismen aus aller Herren Länder, extrahiert DNA und ringt ihr die Sequenzen von einigen Markergenen ab. Man findet etwas wirklich interessantes und unerwartetes, doch nun gilt es zu beweisen dass das richtige Ausgangsmaterial ins Epi gewandert ist. Wenn es sich um einen kleinen Organismus (oder weniger anthropozentrisch: einen von normaler Größe) handelt, hat man diesen aber meist bei der DNA-Extraktion komplett in Proteinasen aufgelöst.

Da Taxonomen rar sind und sich der alles entscheidende, letzte überlebende[1] Experte (lüE) natürlich nichtmehr erinnern kann wie sicher er sich bei genau der in Frage stehenden Probe mit seiner morphologischen Bestimmung war, wäre es schön noch eine Dokumentation des entsprechenden Organismus zu haben. Strich-Zeichnungen, welche der lüE (nur dieser ist dazu fähig) angefertigt hat wären schön. Einzelne Bilder sind weniger befriedigend, da die interessierenden Strukturen nie alle auf einmal im Focus sind.

Wahrscheinlich hat besonders der chronische Mangel an morphologischen Merkmalen [2] bei Nematoden dazu geführt, dass sich Paul de Ley eine clevere Technik hat einfallen lassen, die dieses Problem löst.
Die possierlichen Rundwürmer werden dabei unter dem Mikroskop mit einer günstigen, handelsüblichen Digital-Videokamera gefilmt, wobei während der Aufnahme "durch den Wurm fokusiert" wird. Für den Betrachter des entstandenen Videoclips, entsteht so beim Bewegen des Abspielposition-Schiebers der Eindruck selbst am Mikroskop zu sitzen. Dieser Clip kann nun per Mail an den lüE geschickt werden und dieser kann die Artzugehörigkeit (aus morphologischer Perspektive) des sequenzierten Individuums bestimmen. Weiter kann der digital verewigte Wurm in einer Datenbank gespeichert und so der kritischen Fachwelt zugänglich gemacht werden.


[1] Wer helfen möchte die Taxonomen vor dem Aussterben zu bewahren, kann sich in diese Unterschriftenliste eintragen.

[2] Es gibt einige Nematoden, die eine ganze Reihe von ausgefallen morphologischen Merkmalen aufweisen, ich sollte einige dieser Viecher hier genauer vorstellen. Vielleicht gelingt es mir sogar regelmäßig, einen Nematoden der Woche (oder weniger optimistisch; des Monats) auszuwählen...


De Ley, P., De Ley, I.T., Morris, K., Abebe, E., Mundo-Ocampo, M., Yoder, M., Heras, J., Waumann, D., Rocha-Olivares, A., Burr, A.J., Baldwin, J.G., Thomas, W.K. 2005. An integrated approach to fast and informative morphological vouchering of nematodes for applications in molecular barcoding. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B. Vol. 360: p.1945-1958