mitOmics

Identifizierung molekularer Ursachen mitochondrialer Erkrankungen durch personalisierte 'Omics'-Ansätze

Das Verständnis der molekularen Ereignisse, die eine Krankheit verursachen, ist Voraussetzung für die Entwicklung der rationalen molekularen Medizin. Molekulare Diagnose stellt eine Herausforderung dar, weil jeder Patient einen einzigartigen genetischen Hintergrund hat, und da, es selten möglich ist, zwischen kausalen und  korrelativen Assoziationen zwischen Genvarianten, Transkripten, Proteinen und Metaboliten zu unterscheiden. Wir werden systematische Ansätze entwickeln und validieren, um die molekularen Grundlagen der mitochondrialen Erkrankungen bei einzelnen Patienten durch die Kombination von Genetik, funktioneller Genomik und statistischen Modellierungen aufzuklären. Kürzlich wurden die Exome von mehr als hundert Patienten mit schweren mitochondrialen Defekten sequenziert, um kausale Mutationen zu lokalisieren. Trotzdem bleiben die zellulären Abläufe und Mechanismen, die zu Pathologien führen, unbekannt. Darüber hinaus sind etwa die Hälfte unserer Patienten immer noch ohne gesicherte genetische Diagnose. Um kausale Mutationen und beeinträchtigte molekulare Prozesse bei Patienten mit mitochondrialen Funktionsstörungen zu identifizieren, werden wir Genom-Sequenzierung, Transkriptom-Analyse und genomweite funktionelle Genomik kombinieren. Die Analyse der Daten wird auf statistischer Modellierung von Genotyp, Genexpression und Phänotyp basieren, oder auf der Identifikation von  Interaktionen zwischen Gen-Knock-down und genetischen Hintergrund. Unser Juniorverbund besteht aus drei jungen unabhängigen Projektleitern mit komplementärer Experise:

• Dr. Fabiana Perocchi, Biologin, (Helmholtz-Zentrum / Gene Zentrum der LMU)

• Dr. Tobias Haack, Arzt (Uniklinik Tübingen)

• Prof. Dr. Julien Gagneur, angewandter Mathematiker (Zuschuss Koordinator, TU München).
   

Unsere Pilotstudie wird Protokolle und Algorithmen für die personalisierte Genomik etablieren. In enger Partnerschaft mit einem großen europäischen Netzwerk von Medizinern mit Fokus auf mitochondrialen Erkrankungen (mitoNET) beabsichtigen wir die Umsetzung dieser Methoden für klinische Routine, indem wir neue Diagnose-Tools und ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen der vererbten mitochondrialen Erkrankungen bieten.    

Teilprojekte in mitOMics:

TP 3   Integrative Analyse zur Inferenz von kausalen Mutationen und Pathways einer Krankheit