Computational Epigenomics

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Computational Epigenomics ist eine Forschungsgruppe in der Abteilung von Epigenomik und Krebsrisikofaktoren im Deutschen Krebsforschungszentrum, Heidelberg, Deutschland.

Überblick

Jüngste Fortschritte in der Microarray- und Sequenzierungstechnologien machten die genomweite Analyse von DNA-Methylierung und Histon-Modifikationen durchführbar für Kohorte von Hunderten oder sogar Tausenden von Proben. Große internationale Konsortien, wie die Encyclopedia of DNA Elements, The Cancer Genome Atlas Project, der International Cancer Genome Consortium und der International Human Epigenome Consortium erzeugten systematisch umfassende Epigenom-weite Datensätze von Gewebeproben und Zelllinien. Diese großen Kohorte öffnen die einmalige Gelegenheit, die genetischen Regulation, intrazelluläre Heterogenität sowie das Fortschreiten von Krankheiten auf molekularer Ebene zu untersuchen. Allerdings bringen sie aber auch enorme Herausforderungen in der Datenverarbeitung und Analyse.

Forschungsschwerpunkte

Unser Hauptziel ist es, das Wissen über die Rolle von epigenetischen Prozessen zu erweitern, insbesonders bei der Initiierung und Progression von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Wir untersuchen das komplexe Zusammenspiel zwischen Genom, Epigenom und Transkriptom durch die Entwicklung und Verwendung von neuartigen, integrativen Analysetechniken und fortschrittliche Visualisierungsansätze.

gender prediction based on Infinium 450k data
sample arrangement on 96-well plate

Wir entwerfen eigene Strategien zur Biomarker-Priorisierung und Validierung für verschiedene Zwecke, einschließlich Therapievorschläge im früh einsetzenden Prostatakrebs, Klassifikation von seltenen Tumoren und die nicht-invasive Diagnose von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wir untersuchen auch die Vorhersagekraft von DNA-Methylierung und die Anwendbarkeit der methylierungsbasierten Vorhersagemodelle im klinischen Umfeld.

Um die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der derzeit verwendeten genomweiten Technologien zur Aufdeckung von lokalen und globalen Veränderungen in der DNA-Methylierung und den Histon-Modifikationen zu verbessern, untersuchen wir die Stärken und Grenzen dieser Methoden und deren Verarbeitungspipelines.