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MHC-Haplotypen-Sequenzierung

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Leitung:    Dr. Margret Höhe
Institut: Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Homepage: www.molgen.mpg.de
Im Zentrum des Vorhabens steht der Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC), der sich über vier Megabasen auf dem kurzen Arm von Chromosom 6 verteilt. Durch seine außergewöhnlich hohe Dichte an Krankheitsgenen ist der MHC eine der wichtigsten Regionen des menschlichen Genoms. Seine Entschlüsselung in gesunden und kranken Individuen stellt jedoch aufgrund seiner ausgeprägten strukturellen Komplexität und genetischen Variabilität eine enorme Herausforderung dar. Auf der Basis einer weltweit einmaligen  ’Haploiden Referenzressource’ von 100 Fosmid-Bibliotheken haben wir dementsprechend eine neue „Fosmid Pool“-basierte Sequenziertechnologie der zweiten Generation entwickelt, die es ermöglicht, die MHC-Region und darüber hinaus ganze Genome in ihre haploiden, chromosomalen Sequenzen zu zerlegen. Dies erforderte die Entwicklung, Etablierung und Integration modernster molekulargenetischer und bioinformatischer Ansätze. Damit gelang es, nicht nur eine hochwertige Haplotypisierung des MHC im Megabasenbereich zu präsentieren, was für die Klinik und Transplantationsmedizin von enormer Bedeutung ist, sondern darüber hinaus die nach internationalen Maßstäben hochwertigste und umfassendste Analyse der beiden haploiden Genome eines Menschen darzustellen. Damit handelte es sich zugleich um das erste „deutsche Genom“. Die haploiden Genome wurden als „haploide Referenzsequenzen“ über UCSC und Ensembl der wissenschaftlichen Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Darüber hinaus konnten wir die Power unseres Ansatzes im Vergleich zu dem 1.000 Genome Projekt demonstrieren und einen neuen Goldstandard setzen. Durch zusätzliche Integration modernster Frontend-Technologien zur spezifischen Selektion der MHC-Sequenzen aus den „haploiden Clone Pools“ der Fosmidbibliotheken in unsere projekteigene „Next Generation Sequencing (NGS)“-Pipeline konnten wir insgesamt rund 100 molekulare MHC-Haplotypensequenzen mit durchschnittlich ca. 10.000 MHC-Varianten pro Individuum generieren. Unsere Arbeiten fanden international große Anerkennung, z.B. durch Zitationen in Nature und anderer Top-Journale und vielfältige Medienberichte. Im besonderen wurde unsere Erstanalyse haploider Genome im Nature Methods Special „Methods of the Year 2011“ zu einer der gegenwärtig vielversprechendsten Ansätze in der Genomforschung gekürt. 


Importance of MHC for Common Complex Diseases



Collaborators: *
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*S. Schreiber, Uni Kiel; M.Nöthen, Uni Bonn; M.Riemenschneider/L.Bertram, TU München/ MPI-MG; J. Hebebrand, Uni Duisburg-Essen; R. Balling, HZI Braunschweig; T. Chakraborty, Uni Giessen; C. Zouboulis, Städtisches Klinikum Dessau; M. Wjst, Helmholtz Zentrum München; H.E. Wichmann, Helmholtz Zentrum München. *
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*Abbreviations: *
*AA Alopecia Areata *
*ABD Adamantiades-Behcet's Disease *
*AD Alzheimer**´**s Disease *
*AS Ankylosing Spondylitis *
*CeD Celiac Disease *
*CD Crohn**´**s Disease *
*HBV Hepatitis caused by HBV *
*MS Multiple Sclerosis *
*PSC Primary Sclerosing Cholangitis *
*Psor Psoriasis *
*RA Rheumatoid Arthritis *
*Sarc Sarcoidosis *
*SLE Systemic Lupus Erythematosus *
*T1D Type 1 Diabetes *
*UC Ulcerative colitis


Teilprojekt: