Verbund

Deutsches Epigenom Programm (DEEP)

Der Forschungsverbund "Deutsches Epigenom-Programm" (DEEP) stellt die deutsche Beteiligung am International Human Epigenome Consortium (IHEC) dar. Das IHEC ist ein weltweites biomedizinisches Großforschungsprojekt und das umfangreichste internationale Forschungsprojekt mit Bezug zur humanen Epigenomforschung. Es wurde im Jahre 2010 gegründet. Im Rahmen des IHEC soll die lückenlose epigenetische Katalogisierung von 1.000 Epigenomen mit nachgewiesener Relevanz zum Krankheitsgeschehen im Menschen erreicht werden. Der Begriff Epigenetik bezeichnet Veränderungen der Erbinformation und der Chromosomen, die zwar nicht die Sequenz der Gene selbst verändern, aber an diese angelagert sind und dadurch die tatsächliche Ausprägung und Aktivität der Gene beeinflussen. Diese epigenetischen Veränderungen können ebenfalls vererbt werden. Es besteht die Erwartung, durch diese Untersuchungen das Krankheitsverständnis zu verbessern und Möglichkeiten für eine individualisierte Diagnose und Therapie von gesellschaftlich relevanten Volkskrankheiten entwickeln zu können, die langfristig die medizinischen Aussichten der Patienten verbessern.
In dem Verbund DEEP werden hochauflösende epigenetische Karten für verschiedene Zelltypen des gesunden und kranken Menschen erstellt. Innerhalb des Verbundes soll eine thematisch stringent fokussierte, interdisziplinäre Forschungszusammenarbeit gebildet und großvolumige epigenomische Kartierungsarbeiten auf den Ebenen der DNA-Methylierung, der Histonmodifikationen, der strukturellen Veränderungen des Chromatins, sowie nicht-proteinkodierender RNAs in humanen Zellen durchgeführt werden.
Das Forschungsvorhaben steht in konkretem Zusammenhang mit krankheitsorientierten Fragestellungen in den Bereichen Immunologie und Stoffwechselerkrankungen. Dafür sollen die Rolle epigenetischer Faktoren in zellulären und potenziell pathologischen Regulationsmechanismen in diesen Krankheitsgebieten beim Menschen untersucht werden. Flankierend sollen bedarfsorientiert Methoden und Technologien für die Handhabung und die bioinformatische Analyse der gewonnenen Datensätze entwickelt oder verbessert werden.

Teilprojekte

Abgeschlossen

TP 1-1 "Methodenentwicklung zur Analyse von DNA-Methylierungsdaten und Methodenintegration"

Förderkennzeichen: 01KU1216A
Gesamte Fördersumme: 1.316.278 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2017
Projektleitung: Prof. Dr. Dr. Thomas Lengauer
Adresse: Max-Planck-Institut für Informatik
Campus E1 4
66123 Saarbrücken

TP 1-1 "Methodenentwicklung zur Analyse von DNA-Methylierungsdaten und Methodenintegration"

In diesem Vorhaben sollen Methoden zur komplexen bioinformatischen Analyse epigenomischer Datensätze entwickelt und praxisorientiert getestet und den Verbundpartner in DEEP zur Verfügung gestellt werden. Dabei sollen Methoden zur massenhaften Signalquantifizierung aus Sequenzierungsdatensätzen für DNA-Methylierung, sowie für Chromatin-Modifikationen ausgearbeitet werden. Außerdem werden über eine eigene Internetplattform dem Verbund spezifische Software-Instrumente zur dezentralen Datenanalyse bereitgestellt, sowie das TP 2-1 spezifisch in der Datengewinnung und Aufbereitung unterstützt.

Abgeschlossen

TP 1-2 "Zentrales Datenmanagement und Sequenzdatenverarbeitung"

Förderkennzeichen: 01KU1216B
Gesamte Fördersumme: 972.637 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2017
Projektleitung: Dr. Benedikt Brors
Adresse: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Abt. Theoretische Bioinformatik B080
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg

TP 1-2 "Zentrales Datenmanagement und Sequenzdatenverarbeitung"

Im vorliegenden Vorhaben soll ein zentraler Datenspeicher für die durch den Verbund erarbeiteten Sequenzierdaten eingerichtet und betrieben werden. Flankierend sind eine kontinuierliche Harmonisierung der gewonnenen Datenstandards entsprechend den IHEC-Regularien sowie Qualitätssicherungsmaßnahmen vorgesehen. 

Abgeschlossen

TP1-3 "Analysemethoden von Histonmodifikationsdaten"; TP2-2 "Genomweite Histonmodifikationskarten"

Förderkennzeichen: 01KU1216C
Gesamte Fördersumme: 2.618.605 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Martin Vingron
Adresse: Max-Planck-Institut für molekulare Genetik
Ihnestr. 63-73
14195 Berlin

TP1-3 "Analysemethoden von Histonmodifikationsdaten"; TP2-2 "Genomweite Histonmodifikationskarten"

Es sollen bioinformatische Analysemethoden speziell für Histonmodifikationen entwickelt und angewendet werden. Außerdem sollen im Hochdurchsatz Histonmodifikationskarten mit standardisierten ChIP-seq-Experimenten für menschliche Zellen erstellt werden, die an chronischen Entzündungen beteiligt sind. 

Abgeschlossen

TP1-4 "Bioinformatische Analyse von nicht-kodierenden RNAs", TP2-3 "Sequenzanalyse des ncRNome & Transkriptomanalyse"

Förderkennzeichen: 01KU1216D
Gesamte Fördersumme: 1.341.825 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Nikolaus Rajewsky
Adresse: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)
Robert-Rössle-Str. 10
13125 Berlin

TP1-4 "Bioinformatische Analyse von nicht-kodierenden RNAs", TP2-3 "Sequenzanalyse des ncRNome & Transkriptomanalyse"

In dem vorliegenden Vorhaben sollen Sequenzdaten kleiner RNAs mit bioinformatischen Methoden analysiert und dabei diese Methoden kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert werden. Außerdem sollen zur Erstellung von Referenzepigenomkarten im Hochdurchsatz nicht-kodierende RNAs von menschlichen Immun- und Fettgewebszellen sequenziert werden.

Abgeschlossen

TP 2.1 "DNA-Methylierung und DNasel-Kartierung", TP 4.3 "Epigenetik von Adipositas"

Förderkennzeichen: 01KU1216E
Gesamte Fördersumme: 2.094.360 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2017
Projektleitung: Prof. Dr. Bernhard Horsthemke
Adresse: Universität Duisburg-Essen, Universitätsklinikum Essen, Institut für Humangenetik
Hufelandstr. 55
45147 Essen

TP 2.1 "DNA-Methylierung und DNasel-Kartierung", TP 4.3 "Epigenetik von Adipositas"

In diesem Vorhaben sollen mittels standardisierter Sequenzierungsmethodiken hochaufgelöste DNA-Methylierungskarten für Zellen chronischer Entzündungsprozesse und für Fettgewebszellen erstellt werden. Außerdem sollen DNA-Methylierungsmuster und kleine RNAs von humanen Fettgewebszellen bei normalen und fettleibigen Menschen funktional verglichen und analysiert werden, die zusätzlich auch noch unter der Zuckerkrankheit leiden. 

Abgeschlossen

TP 3-1 "Wissenschaftliche Verbundkoordination", TP 3-2 "Organisatorische Verbundkoordination", TP 3-3 "IHEC-bezogene Kommunikationsplattform", TP 2-1 "DNA-Methylierungs- und Dnase I-Kartierung", TP 4-2 "Epigenetik und Steatose und Steatohepatitis"

Förderkennzeichen: 01KU1216F
Gesamte Fördersumme: 5.185.162 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Jörn Walter
Adresse: Universität des Saarlandes, F8: Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III, Chemie, Pharmazie, Bio- und Werkstoffwissenschaften, Fachrichtung 8.3 Biowissenschaften - Genetik / Epigenetik
Campus Saarbrücken, Geb. A2 4
66123 Saarbrücken

TP 3-1 "Wissenschaftliche Verbundkoordination", TP 3-2 "Organisatorische Verbundkoordination", TP 3-3 "IHEC-bezogene Kommunikationsplattform", TP 2-1 "DNA-Methylierungs- und Dnase I-Kartierung", TP 4-2 "Epigenetik und Steatose und Steatohepatitis"

Hier sollen mittels standardisierter Sequenzierungsmethodiken hochaufgelöste DNA-Methylierungskarten für Zellen chronischer Entzündungsprozesse und für Fettgewebszellen erstellt werden. Außerdem sollen DNA-Methylierungsmuster und kleine RNAs von humanen Fettgewebszellen bei normalen und fettleibigen Menschen funktional verglichen und analysiert werden, die zusätzlich auch noch unter der Zuckerkrankheit leiden. Weiterhin soll der epigenetisch vermittelte Einfluss von Kupfferzellen in der Leber auf die Krankheit Fettleber und damit verbundene Leberentzündung untersucht werden. Schließlich soll innerhalb dieses Vorhabens die inhaltliche und organisatorische und kommunikative Koordination des Verbundes übernommen werden, einschließlich Kommunikationsaufgaben in Richtung des internationalen Netzwerkes IHEC, die auch die Durchführung von zwei entsprechenden internationalen Workshops beinhaltet. 

Abgeschlossen

TP2-2 "Genomweite Kartierung von Histonmodifikationen", TP4-4 "Zeitgesteuerte epigenetische Variationen bezüglich Heterochromatin, stochastische Fettleibigkeit und Metabolismus"

Förderkennzeichen: 01KU1216G
Gesamte Fördersumme: 2.269.911 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Thomas Jenuwein
Adresse: Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik
Stübeweg 51
79108 Freiburg im Breisgau

TP2-2 "Genomweite Kartierung von Histonmodifikationen", TP4-4 "Zeitgesteuerte epigenetische Variationen bezüglich Heterochromatin, stochastische Fettleibigkeit und Metabolismus"

In diesem Vorhaben sollen im Hochdurchsatz Histonmodifikationskarten mit standardisierten ChIP-seq-Experimenten für menschliche Zellen erstellt werden, die an metabolischen Erkrankungen beteiligt sind. Außerdem soll die epigenomische Plastizität der zirkardianischen Rhythmen untersucht werden in Hinblick auf ihren Einfluss auf pathologische Mechanismen bei Adipositas. 

Abgeschlossen

TP 2.3 "Sequenzanalyse des neRNome und Transkriptomanalyse", TP 5.2 "Epigenomik bei chronischen intestinalen Entzündungen"

Förderkennzeichen: 01KU1216H
Gesamte Fördersumme: 2.705.752 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2017
Projektleitung: Prof. Dr. Philip Rosenstiel
Adresse: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Institut für Klinische Molekularbiologie
Arnold-Heller-Str. 3
24105 Kiel

TP 2.3 "Sequenzanalyse des neRNome und Transkriptomanalyse", TP 5.2 "Epigenomik bei chronischen intestinalen Entzündungen"

Es sollen auf epigenomischen Datensätzen aufbauende funktionale Analysen an chronischen Darmerkrankungen durchgeführt werden. Außerdem sollen zur Erstellung von Referenzepigenomkarten im Hochdurchsatz nicht-kodierende RNAs von menschlichen Darm- und Lebergewebszellen sequenziert werden.

Abgeschlossen

TP4-1 "Epigenetische Veränderungen bei nichtalkoholischen Fettlebererkrankungen"

Förderkennzeichen: 01KU1216I
Gesamte Fördersumme: 452.952 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2017
Projektleitung: Prof. Jan G. Hengstler
Adresse: Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e. V., Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (ifADo)
Ardeystr. 67
44139 Dortmund

TP4-1 "Epigenetische Veränderungen bei nichtalkoholischen Fettlebererkrankungen"

In dem vorliegenden Vorhaben soll eine genomweite Charakterisierung epigenetischer Veränderungen steatotischer Lebern durchgeführt werden, um dadurch die Krankheitsmechanismen nichtalkoholischer Fettlebererkrankungen besser verstehen und dieses Wissen in Richtung innovativer Ansatzpunkte in Diagnostik und Therapie weiterentwickeln zu können.

Abgeschlossen

TP5-1 "Epigenetik von inflammatorischen T-Zellen"

Förderkennzeichen: 01KU1216K
Gesamte Fördersumme: 948.887 EUR
Förderzeitraum: 2012 - 2017
Projektleitung: Prof. Alf Hamann
Adresse: Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin (DRFZ)
Charitéplatz 1
10117 Berlin

TP5-1 "Epigenetik von inflammatorischen T-Zellen"

In diesem Vorhaben soll das epigenetische Muster von pathogenen Effektor/Memory-T-Zellen aus entzündeten, humanen Geweben analysiert werden. Die epigenetischen Signaturen, insbesondere die DNA-Methylierung, sollen Differenzierungswege aufdecken, die zu einem pathologischen Stadium chronisch-akltivierter T-Zellen führen. Diese Zellen sind die wesentlichen Akteure im Krankheitsgeschehen des entzündlichen Rheumas.