AG - Dr. rer. nat. János Ludwig

Dr. rer. nat. János Ludwig
Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie
Universitätsklinikum Bonn
Biomedizinisches Zentrum
Sigmund-Freud-Str. 25
53127 Bonn



Tel: 0228-287-12103
Fax: 0228-287-16094

E-mail: janos.ludwig@uni-bonn.de
Lebenslauf: j_ludwig.pdf

 

Forschungsthemen

Die Anwendung chemisch synthetisierter Oligoribonukleotide und Oligoribonukleotid-Analoga hat im letzten Jahrzehnt wesentlich zur Entwicklung von grundlegenden biomedizinischen Techniken wie RNA Interferenz, Aptamer- und Ribozym-Technologie beigetragen.
Schwerpunkt der neuen Arbeitsgruppe am Institut für Klinische Chemie und Pharmakologie ist die Untersuchung der Wechselwirkung immunologischer Rezeptoren und deren Nukleinsäure-Liganden mit Hilfe von synthetischen Oligoribonukleotiden und Oligoribonukleotidderivaten.  Durch Substitution von Funktionsgruppen an definierten Ligandenpositionen (NAR 1994 , NAR 1998), durch geeignete crosslinks (JACS 1993) und Derivatisierung mit spektroskopischen Markern werden in Kooperation mit biologischen Arbeitsgruppen in vitro Bindungsstudien und in vivo Aktivitätsstudien durchgeführt und somit die, für die Erkennung wesentlichen strukturellen Eigenschaften, aufgeklärt.
Als erstes Beispiel wurden Synthesemethoden für RIG-I  Liganden ausgearbeitet. RIG-I  -eines der wichtigsten zytosolischen Rezeptoren für virale RNA - erkennt eine  Kombination aus virusspezifischen 5´- Triphosphat-Gruppen und verschiedenen Doppelstrang RNA-typischen  Strukturelementen. Leistungsfähige Synthesemethoden für die chemische Herstellung von 5´-triphosphorylierten Oligoribonukleotiden ( JOC 1989 ,Immunity 2009) ermöglichen es uns nun, Strukturaktivitätsuntersuchungen von  RIG-I-Liganden unabhängig von Polymerase-Nebenprodukten durchzuführen. Diese Arbeit hat die wichtigsten Merkmale der  Ligandenstruktur geklärt, und öffnet damit den Weg, um mechanistische Details der Liganden-induzierten Dimerisierung zu verstehen und weitere selektive,  für den in vivo Einsatz optimierte Ligandenstrukturen zu entwickeln ( JOC 1991 , JOC 1989)
Die Synthesemethode von 5´-triphosphorylierten Oligoribonukleotiden (JOC 1989 , Immunity 2009) erlaubt die Herstellung von pppRNA Derivaten mit einer der Standardsynthese von  einfachen Oligonukleotiden vergleichbaren Effizienz. Diese Synthesemethoden erlauben dadurch pharmakologische  Untersuchungen zur Erprobung von synthetischen  pppRNA-Derivaten als Auslöser von antiviralen Alarmsignalen. 
Die Gruppe unterstützt mit problemorientierten Synthesen von Oligoribonukleotid-Analoga auch andere Projekte des Instituts.

Für die synthetischen Arbeiten stehen ein gut eingerichtetes Nukleotid-chemisches Labor, ein ABI 394 Syntheseautomat sowie eine ÄKTA HPLC Anlage zur Verfügung. Der Zugang zur NMR, MALDI-TOF-Massenspektroskopie wird durch Zusammenarbeit mit den chemischen Instituten der Universität Bonn und durch industrielle Kooperationspartner ermöglicht.

 

Mitarbeiter

Die Vorwahl für das Institut ist +49 (0) 228 - 287 -, dann wählen Sie bitte die Nummer des gewünschten Mitarbeiters.

Name Vorname Titel Funktion Durchwahl e-Mail
Goldeck Marion Dr. rer. nat. Postdoktorandin 51157 mgoldeck@uni-bonn.de
Radzey Dirk   Technischer Assistent 12111 dradzey@uni-bonn.de

 

 

von links nach rechts:
Dirk Radzey, Marion Goldeck, Dr. János Ludwig


 
 

Publikationen

1. Ludwig, J., A New Route To Nucleoside 5'-Triphosphates. Acta Biochimica Et Biophysica Hungarica, 1981.  (3-4): p. 131-133.

2. Ludwig, J. and J. Tomasz, Preparation Of 5-Fluoro-2'-Deoxyuridine and 5-Alkyl-2'-Deoxyuridine 5'-Phosphates free of 3'-Phosphates via Phosphorodiamidates. Synthesis-Stuttgart, 1982(1): p. 32-34.

3. Tomasz, J. and J. Ludwig, Instability of the Phosphodiester-Amide Interribonucleotide Bond in Neutral Aqueous-Solution. Nucleosides & Nucleotides, 1984. (1): p. 45-60.

4. Kariko, K. and J. Ludwig, N-Decyl-NHpppA2'P5'A2'P5'A a Phosphatase-Resistant, Active pppA2'P5'A2'P5'A Analog. Biochemical and Biophysical Research Communications, 1985. (2): p. 695-698.

5. Ludwig, J., A Simple One Flask Synthesis of Nucleoside 5´-Triphosphates from Unprotected Nucleosides via Nucleoside 5´-Cyclotriphosphates in Biophosphates and Their Analogues; Synthesis, Metabolism and Activity1987, Elsevier (Amsterdam) p. 201-204

6. Tomasz, J., S. Bottka, and J. Ludwig, Adenosine Cyclic 3',5'-Phosphoramidate and N,N-Dimethylphosphoramidate - Synthesis via Symmetrical and Mixed Anhydrides and Hydrolysis. Phosphorus Sulfur and Silicon and the Related Elements, 1987. (3-4): p. 597-600.

7. Ludwig, J. and F. Eckstein, Rapid And Efficient Synthesis Of Nucleoside 5'-O-(1-Thiotriphosphates), 5'-Triphosphates And 2',3'-Cyclophosphorothioates Using 2-Chloro-4H-1,3,2-Benzodioxaphosphorin-4-One. Journal of Organic Chemistry, 1989. (3): p. 631-635.

8. Ludwig, J. and F. Eckstein, Stereospecific Synthesis Of Guanosine 5'-0-(1,2-Dithiotriphosphates). Journal of Organic Chemistry, 1991. (20): p. 5860-5865.

9. Ludwig, J. and F. Eckstein, Synthesis Of 5'-Dithiotriphosphate Derivatives Of 3'-Deoxy 3'-Azidothymidine. Nucleosides and Nucleotides, 1991. : p. 663-664.

10. Ludwig, J. and F. Eckstein, Synthesis Of Nucleoside 5'-O-(1,3-Dithiotriphosphates) And 5'-O-(1,1-Dithiotriphosphates). Journal of Organic Chemistry, 1991. (5): p. 1777-1783.

11. Benseler, F., D.J. Fu, J. Ludwig, and L.W. McLaughlin, Hammerhead-like Molecules containing Nonnucleoside Linkers are active RNA Catalysts. Journal of the American Chemical Society, 1993. (18): p. 8483-8484.

12. Aurup, H., T. Tuschl, F. Benseler, J. Ludwig, and F. Eckstein, Oligonucleotide Duplexes Containing 2'-Amino-2'-Deoxycytidines - Thermal-Stability and Chemical-Reactivity. Nucleic Acids Research, 1994. (1): p. 20-24.

13. Dunkel, M., V. Reither, S. Ebelwill, and J. Ludwig, Synthesis of 2'-C-Difluoromethyl substituted Nucleoside Analogs as Ribonucleoside Replacements in Hammerhead Ribozymes. Nucleosides & Nucleotides, 1995. : p. 799-801.

14. Desjardins, J.P., B.S. Sproat, B. Beijer, M. Blaschke, M. Dunkel, W. Gerdes, J. Ludwig, V. Reither, T. Rupp, and P.L. Iversen, Pharmacokinetics of a synthetic, chemically modified hammerhead ribozyme against the rat cytochrome P-450 3A2 mRNA after single intravenous injections. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 1996. (3): p. 1419-1427.

15. Ludwig, J., M. Blaschke, and B.S. Sproat, Extending the cleavage rules for the hammerhead ribozyme: mutating adenosine(15.1) to inosine(15.1) changes the cleavage site specificity from (NUH17)-U-16.2-H-16.1 to (NCH17)-C-16.2-H-16.1. Nucleic Acids Research, 1998. (10): p. 2279-2285.

16. Ludwig, J. and B.S. Sproat, Compositions inducing cleavage of RNA motifs. 1998. US 6,300,483

17. Ludwig, J., M. Blaschke, M. Dunkel, B. Beijer, K. Ross, and B.S. Sproat, Structural requirements at the 15.1-16.1 position of the hammerhead ribozyme. Nucleosides and Nucleotides, 1999. 18: p. 1519-1520.

18. Caselmann, W.H., M. Serwe, T. Lehmann, J. Ludwig, B.S. Sproat, and J.W. Engels, Design, delivery and efficacy testing to therapeutic nucleic acids used to inhibit hepatitis C virus gene expression in vitro and in vivo. World Journal of Gastroenterology, 2000. 6(5): p. 626-629.

19. Eckstein, F., J. Ludwig, and L. Beigelman, Nucleic Acid Catalyst with Endonuclease Activity 2000. US 6,656,731

20. Salmi, P., B.S. Sproat, J. Ludwig, R. Hale, N. Avery, J. Kela, and C. Wahlestedt, Dopamine D-2 receptor ribozyme inhibits quinpirole-induced stereotypy in rats. European Journal of Pharmacology, 2000. 388(1): p. R1-R2.

21. Li, P., Z.H. Xu, H.Y. Liu, C.K. Wennefors, M.I. Dobrikov, J. Ludwig, and B.R. Shaw, Synthesis of alpha-P-modified nucleoside Diphosphates with ethylenediamine. Journal of the American Chemical Society, 2005. 127(48): p. 16782-16783.

22. Gonzalez-Carmona, M.A., S. Schussler, M. Serwe, M. Alt, J. Ludwig, B.S. Sproat, R. Steigerwald, P. Hoffmann, M. Quasdorff, O. Schildgen, and W.H. Caselmann, Hammerhead ribozymes with cleavage site specificity for NUH and NCH display significant anti-hepatitis C viral effect in vitro and in recombinant HepG2 and CCL13 cells. Journal of Hepatology, 2006. 44(6): p. 1017-1025.

23. Tuschl, T., P. Landgraf, J. Ludwig, M. Landthaler, C. Sander, and M. Zavolan, Mechanisms of small RNA mediated mammalian gene silencing. Faseb Journal 2007. 21: p. A149-A149.

24. Hafner, M., P. Landgraf, J. Ludwig, A. Rice, T. Ojo, C. Lin, D. Holoch, C. Lim, and T. Tuschl, Identification of microRNAs and other small regulatory RNAs using cDNA library sequencing. Methods, 2008. 44(1): p. 3-12.

25. Kariko, K., H. Muramatsu, F.A. Welsh, J. Ludwig, H. Kato, S. Akira, and D. Weissman, Incorporation of Pseudouridine Into mRNA Yields Superior Nonimmunogenic Vector With Increased Translational Capacity and Biological Stability. Molecular Therapy, 2008. (11): p. 1833-1840.

26. Tuschl, T., J. Ludwig, Y. Pei, and C. Lin, Modified RNA Ligase for efficient 3´modification of RNA. 2008. WO 2008/094599.

27. Coch, C., N. Busch, V. Wimmenauer, E. Hartmann, M. Janke, M.M.A. Abdel-Mottaleb, A. Lamprecht, J. Ludwig, W. Barchet, M. Schlee, and G. Hartmann, Higher activation of TLR9 in plasmacytoid dendritic cells by microbial DNA compared with self-DNA based on CpG-specific recognition of phosphodiester DNA. Journal of Leukocyte Biology, 2009. 86(3): p. 663-670.

28. Pena, J.T.G., C. Sohn-Lee, S.H. Rouhanifard, J. Ludwig, M. Hafner, A. Mihailovic, C. Lim, D. Holoch, P. Berninger, M. Zavolan, and T. Tuschl, miRNA in situ hybridization in formaldehyde and EDC-fixed tissues. Nature Methods, 2009. 6(2): p. 139-141.

29. Schlee, M., A. Roth, V. Hornung, C.A. Hagmann, V. Wimmenauer, W. Barchet, C. Coch, M. Janke, A. Mihailovic, G. Wardle, S. Juranek, H. Kato, T. Kawai, H. Poeck, K.A. Fitzgerald, O. Takeuchi, S. Akira, T. Tuschl, E. Latz, J. Ludwig, and G. Hartmann, Recognition of 5 ' Triphosphate by RIG-I Helicase Requires Short Blunt Double-Stranded RNA as Contained in Panhandle of Negative-Strand Virus. Immunity, 2009. 31(1): p. 25-34.

30. Wang, Y., J. Ludwig, C. Schuberth, M. Goldeck, M. Schlee, H. Li, S. Juranek, G. Sheng, R. Micura, T. Tuschl, G. Hartmann, and D.J. Patel, Structural and functional insights into 5 '-ppp RNA pattern recognition by the innate immune receptor RIG-I. Nature Structural & Molecular Biology, 2010. (7): p. 781-U19.

31. Goldeck, M., C. Schuberth, M. Schlee, G. Hartmann, and J. Ludwig, Influence of the Terminal Base Pairs of 5'-ppp-RNA on RIG-I Ligand Activity. Nucleic Acid Therapeutics, 2011. 21(5): p. A8-A9.

32. Hafner, M., N. Renwick, M. Brown, A. Mihailovic, D. Holoch, C. Lin, J.T.G. Pena, J.D. Nusbaum, P. Morozov, J. Ludwig, T. Ojo, S. Luo, G. Schroth, and T. Tuschl, RNA-ligase-dependent biases in miRNA representation in deep-sequenced small RNA cDNA libraries. Rna-a Publication of the Rna Society, 2011. (9): p. 1697-1712.

33. Kariko, K., H. Muramatsu, J. Ludwig, and D. Weissman, Generating the optimal mRNA for therapy: HPLC purification eliminates immune activation and improves translation of nucleoside-modified, protein-encoding mRNA. Nucleic Acids Research, 2011. 39(21).

34. Schuberth, C., J. Ludwig, A.M. Herzner, T. Zillinger, R. Kerber, M. Goldeck, C. Coch, V. Hornung, C. Drosten, W. Barchet, B.M. Kuemmerer, G. Hartmann, and M. Schlee, mRNA Cap 2 ' O-Methylation prevents Immune Recognition of Self-RNA by RIG-I. Nucleic Acid Therapeutics, 2011. 21(5): p. A25-A25.

35. Ludwig, J., M. Goldeck, and B.S. Sproat, Purification of Triphosphorylated Oligonucleotides using Capture Tags. 2012. WO2012/130886.

36. Schlee, M., J. Ludwig, C. Coch, J.G. van den Boorn, W. Barchet, and G. Hartmann, Synthetic and Natural Ligands of RLR, in Nucleic Acids Sensors and Antiviral Immunity 2012, Landes Bioscience. p. 198-217.

37. Ablasser, A., M. Goldeck, T. Cavlar, T. Deimling, G. Witte, I. Rohl, K.P. Hopfner, J. Ludwig, and V. Hornung, cGAS produces a 2'-5'-linked cyclic dinucleotide second messenger that activates STING. Nature, 2013. 498(7454): p. 380-4.

38. Goldeck, M., Tuschl, T., Hartmann, G. and Ludwig, J. Efficient Solid-Phase Synthesis of pppRNA by Using Product-Specific Labeling. Angew Chem Int Ed Engl. 2014. 53 p. 4694-4698 (Angew Chem 2014. 126 p. 4782-4786).

39.  Goubau, D., Schlee, M., Deddouche, S., Pruijssers, A.J., Zillinger, T., Goldeck, M., Schuberth, C., Van der Veen, A.G., Fujimura, T., Rehwinkel, J., Iskarpatyoti, J.A., Barchet, W., Ludwig, J., Dermody, T.S., Hartmann, G. and Reis e Sousa, C. Antiviral immunity via RIG-I-mediated recognition of RNA bearing 5'-diphosphates. Nature. 2014 Oct 16; 514 (7522): p. 372-5.

 
 

Stand: 09. August 2017