Forschung

Die Arbeitsgruppe untersucht transkriptionelle (RNA-Seq) und epigenetische Veränderungen auf zellulärer und organismischer Ebene. Sie entwickelt und nutzt NGS basierende Methoden mit Schwerpunkten im Bereich DNA-Methylierung (WGBS, RRBS, Hairpin-BS, Ox-BS) und Chromatinanalytik (NOME-Seq, ATAC-Seq und ChIP-Seq). Die AG besitzt eine eigene Sequenzierungseinheit (HiSeq2500, Mi-Seq) und entwickelt bioinformatische Methoden zur Datenauswertung. Die AG ist zudem assoziierter Partner im westdeutschen Sequenzierungszentrum der DFG. Komplementär zu NGS nutzt die AG die Illimunia 850K bead array Technologie für umfangreiche EWAS Studien.

Kernfragen der NGS/Array basierten Forschung sind:

- Wie werden Genome im Verlauf der Entwicklung und Differenzierung epigenetisch programmiert?
- Wie variabel sind diese Ereignisse auf Einzelzell-Ebene?
- Welche enzymatischen Prozesse steuern die epigenetische Dynamik und Vererbung?
- Welche spezifischen epigenetischen Veränderungen findet man in erkrankten Zellen und kann man diese für eine personenbezogene Diagnostik nutzen?

DNA-Methylierung ist eine epigenetische Modifikation bestimmter Cytosin-Basen im Genom. Jeder Zelltyp des Menschen besitzt eine eigene Verteilung methylierter Cytosin-Basen im Genom. DNA-Methylierung kann dabei durch Oxidation noch zusätzlich modifiziert werden. Die verschiedenen Formen und Verteilungen der DNA-Methylierung steuern zellspezifische DNA-und Chromosomen-Strukturen und die Expression von Genen. Die DNA-Methylierung stellt somit ein nachhaltiges epigenetisches Gedächtnis der Zellen dar.

Die geordnete Verteilung von DNA-Methylierung im Genom differenzierender Zellen ist essentiell für die geordnete Entwicklung. Veränderungen in DNA-Methylierungsmustern und Mutationen in Enzymen, die DNA-Methylierung setzen, weiter modifizieren, erkennen, "lesen" oder wieder entfernen, sind an der Entstehung verschiedener menschlicher Krankheiten beteiligt. Die Ursachen für diese Fehlsteuerungen werden zur Zeit intensiv erforscht.

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