Deutsche Beteiligung am International Human Epigenome Consortium (IHEC)

Öffentliche Bekanntmachung:    2011 
Förderzeitraum:    2012 - 2017   
Gesamtvolumen:    20 Mio. EUR   
Geförderte Verbünde:   

1. Ziele des Förderschwerpunktes

Das International Human Epigenome Consortium (IHEC; http://www.ihec-epigenomes.org/) ist ein weltweit aufgespannter Zusammenschluss von Forschungsförderern und Wissenschaftlern mit dem Ziel gemeinsam umfassende epigenetische Kartierungen von kranheitsrelevanten Zelltypen des Menschen in einer hoch standardisierten methodischen Vorgehensweise und Absprache vorzunehmen. Es sollen innerhalb von 7-10 Jahren insgesamt 1.000 Epigenome als Referenzkartierungen bestimmt werden. Die primäre Analysemethode ist die Sequenzierung der epigenetischen Faktoren, also von DNA-Methylierungen, Histon-Modifikationen sowie nicht kodierenden RNAs. Das IHEC hat eine kooperative Struktur und wird organisiert über ein Executive Committee, in dem die Vertreter der nationalen Förderer sitzen, sowie einem International Scientific Steering Committee, in dem sich Vertreter der geförderten Wissenschaftler befinden. Jeder Förderer im IHEC hat sich verpflichtet umgerechnet mindestens 7 Mio € für die jeweils in seinem Land durchzuführenden Kartierungsarbeiten zur Verfügung zu stellen. Derzeit sind folgende Länder in IHEC vertreten: Italien, Deutschland, USA, Kanada, Japan, Südkorea, die EU-Kommission.

 

2. Stand der Fördermaßnahme

Zur Realisierung der deutschen Beteiligung am IHEC wird mit dem „Deutschen Epigenom Projekt“ (DEEP) ein thematisch stringent fokussierter und interdisziplinär aufgestellter Forschungsverbund mit insgesamt 17 Teilprojekten gebildet, der in 12 Vorhaben an verschiedenen Universitäten, Max-Planck-Institute, einem Helmholtz-Zentrum sowie einem WGL-Institut gebündelt wird.  Der Verbund steht in konkretem Zusammenhang mit krankheitsorientierten Fragestellungen und führt großvolumige epigenomische Kartierungsarbeiten auf den Ebenen DNA-Methylierung, Histonmodifikationen, strukturelle Veränderungen des Chromatins, sowie nicht-proteinkodierender RNAs in humanen Zellen durch. Mit engem inhaltlichem Bezug dazu werden auch funktionelle Analysen zur Rolle epigenomischer Faktoren in zellulären Regulationsmechanismen beim Menschen durchgeführt sowie flankierend Technologien für die effiziente Datenverwaltung und die bioinformatische Analyse der umfangreich gewonnenen Datensätze entwickelt oder praxisorientiert verbessert. Im Rahmen einer Zwischenevaluation nach ca. 2,5 Jahren werden der Projektfortschritt und die weiteren Perspektiven des Verbundes kritisch überprüft.

3. Geförderte Vorhaben

a) Kurzbeschreibungen der laufenden Vorhaben

Verbundprojekt: 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.

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

Max-Planck-Institut für Informatik
Campus E1 4
66123 Saarbrücken

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Dr. Thomas Lengauer
0681 9325-300
01KU1216A
1.316.278 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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.

TP 1-2 "Zentrales Datenmanagement und Sequenzdatenverarbeitung"

Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Abt. Theoretische Bioinformatik B080

Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Dr. Benedikt Brors
06221 423614
01KU1216B
972.637 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

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

Max-Planck-Institut für molekulare Genetik
Ihnestr. 63-73
14195 Berlin

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Martin Vingron
030 8413-1150
01KU1216C
2.618.605 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

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

Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)
Robert-Rössle-Str. 10
13125 Berlin

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Nikolaus Rajewsky
030 9406-2999
01KU1216D
1.341.825 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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.

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

Universität Duisburg-Essen
Universitätsklinikum Essen
Institut für Humangenetik

Hufelandstr. 55
45147 Essen

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Bernhard Horsthemke
0201 723-4560
01KU1216E
2.094.360 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

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"

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

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Jörn Walter
0681 302-4367
01KU1216F
5.185.162 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

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

Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik
Stübeweg 51
79108 Freiburg im Breisgau

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Thomas Jenuwein
0761 5108-574
01KU1216G
2.269.911 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

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

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein
Campus Kiel
Institut für Klinische Molekularbiologie

Arnold-Heller-Str. 3
24105 Kiel

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Dr. Philip Rosenstiel
0431 597-1333
01KU1216H
2.705.752 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

TP4-1 "Epigenetische Veränderungen bei nichtalkoholischen Fettlebererkrankungen"

Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e. V.
Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (ifADo)

Ardeystr. 67
44139 Dortmund

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Jan G. Hengstler
0231 1084-348
01KU1216I
452.952 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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.

TP5-1 "Epigenetik von inflammatorischen T-Zellen"

Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin (DRFZ)
Charitéplatz 1
10117 Berlin

Leiter:
Tel.:
FKZ:
Betrag:
Laufzeit:

Prof. Alf Hamann
030 28460-655
01KU1216K
948.887 EUR
01.09.2012 - 31.08.2017

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. 

b) Abgeschlossene Vorhaben


 

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