Epigenetik

Anteil DKFZ Heidelberg

Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) Abt. Funktionelle Genomanalyse Im Neuenheimer Feld 580 69120 Heidelberg

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Jörg Hoheisel 06221 42-4680 01GR0490 1.158.886 EUR 01.05.2005 - 30.04.2008

Veränderungen in den genomischen DNA-Methylierungsmustern stellen eines der frühesten und häufigsten Ereignisse in der Entstehung von Krebs und anderen Krankheiten dar. Fortschritte auf diesem Gebiet wurden bislang durch fehlende Methoden verhindert. Wir werden Hochdurchsatzverfahren wie etwa Microarrays benutzen, um genomweite, genspezifische Analysen von DNA-Methylierungsmustern durchzuführen. Der Ansatz wird in verschiedenen Teilprojekten anforderungsgerecht bearbeitet, die einander ergänzen. Daraus wird eine detaillierte Charakterisierung genomischer DNA-Methylierungsmuster resultieren. Die epigenetischen Daten werden zusammen mit verfügbaren klinischen Daten und den Ergebnissen genomweiter Transkriptionsanalysen ausgewertet. Unsere Ergebnisse werden fundamentale Einblicke in die Rolle der DNA-Methylierung während der Tumorentstehung erlauben und die Grundlage für eine epigenetische Tumorklassifikation bilden. Die Ergebnisverwertung erfolgt über die am Projekt beteiligten Firmen, die ebenfalls komplementäre Geschäftsfelder haben, so dass auch überlappende Ergebnisse getrennt verwertbar werden.

Anteil Universität Bonn

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Medizinische Fakultät Institut für Neuropathologie Sigmund-Freud-Str. 25 53127 Bonn

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Andreas Waha 0228 287-6523 01GR0491 444.519 EUR 01.05.2005 - 30.04.2008

Ziele dieses Vorhabens sind die Herstellung, Optimierung und Bereitstellung von CpG-Insel-Microarrays zum Nachweis differenziell methylierter Gene im menschlichen Genom. Das Arbeitsprogramm umfasst 1) den Aufbau einer Plattform für die Hybridisierung und Analyse von CpG-Insel-Microarrays für Projekte des NGFN, 2) die Erstellung von high-density-Microarrays zur Abdeckung aller relevanten Sequenzbereiche, und 3) die Katalogisierung häufig methylierter Gene in unterschiedlichen Tumorentitäten. Der Nachweis komplexer Methylierungsmuster wird neue Einblicke in die molekularen Grundlagen der Tumorentstehung und die Entwicklung komplexer Erkrankungen geben. Die hier gewonnenen Ergebnisse werden in Zusammenarbeit mit den Partnern in der SMP Epigenetik validiert und können verwendet werden, um sensitive Nachweisverfahren für die Früherkennung von Tumorerkrankungen zu entwickeln. Ein weiterer Nutzen besteht in der Möglichkeit, die identifizierten epigenetischen Marker zur besseren Klassifizierung der Erkrankungen und zum Therapiemonitoring einzusetzen. Da die epigenetische Inaktivierung von Genen prinzipiell reversibel ist, können sich zusätzlich neue Therapieansätze ergeben.

Anteil Epigenomics AG Berlin

Epigenomics AG Kleine Präsidentenstr. 1 10178 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Matthias Schuster 030 243450 01GR0492 897.959 EUR 01.05.2005 - 30.04.2008

Das Ziel des Vorhabens ist die Etablierung einer Microarray basierten Plattform, aufbauend auf genomischen DNA-Arrays für die Generierung von DNA-Methylierungsmarkern mit hohem Durchsatz. Komplexe, methylierungsspezifische Amplifikationen und Workflows sollen für diese Anwendung entwickelt werden. Weiteres Ziel ist im Gesamtzusammenhang des Verbundes die Evaluierung von Plattformen, die von den Projektpartnern bereitgestellt werden, anhand von existierenden Testsystemen und auszuwählenden Referenzmarkern aus Epigenomics Markerentwicklungspipeline. Zuerst wird ein Workflow für die Generierung von Methylierungsdaten auf Microarrays, mit hohem Durchsatz, erstellt werden. Krankheitsspezifische Referenzmarker werden ausgewählt und dann auf den verschiedenen Plattformen gestestet werden. Die generierten Daten werden der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt, die grundlegenden Methylierungskarten des "Human Epigenome Project" (HEP) ergänzend. Die entwickelten Techniken und Instrumente sollen direkt für die Generierung neuer Daten verwendet werden, über den Projektzeitraum hinaus. Dies wird die Wettbewerbsfähigkeit der beteiligten Unternehmen nachhaltig stärken.

Anteil febit biotech GmbH Heidelberg: Analyse von DNA-Methylierungsmustern durch Primerverlängerung

febit biotech GmbH Im Neuenheimer Feld 515 69120 Heidelberg

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Markus Beier 06221 6510-380 01GR0494 375.015 EUR 01.05.2005 - 30.04.2008

Vorhabensziele sind: 1) Identifizierung von Kandidaten-Loci für krebsspezifische epigenetische Missregulation; 2) Entwicklung eines Chip-Designs ausgehend von in den Vorhaben 01GR0490 und 01GR0491 identifizierten Methylierungs-Stellen; 3) Etablierung einer neuen epigenetischen Array-Technologie; 4) Epigenetisches Profiling von Tumoren; 5) Korrelation der im Vorhaben gefundenen epigenetischen mit anderen genetischen Daten. (Details : vgl. auch FKZ 01GR0490 Dr. Jörg Hoheisel / DKFZ ) Arbeitsplan: Entwicklung von Epigenetic-Profiling-Assays auf der geniom-Plattform. Neben hybridisierungsbasierten werden enzymatische Verfahren (Primer Extension) zur Detektion von Methylierungs-Mustern entwickelt. (Details : vgl. FKZ 01GR0490 Dr. Jörg Hoheisel / DKFZ) Geplante Ergebnisverwertung: Kommerzialisierung von Forschungs-Tools für die Untersuchung von Methylierungs-Profilen; Kommerzialisierung der innerhalb des Projektes etablierten Epi-Diagnostik-Assays (Epi-Diagnostik-Chip); (Details : vgl. FKZ 01GR0490 Dr. Jörg Hoheisel / DKFZ)

Anteil IU Bremen: DNA-Methylierungsprofil des menschlichen Chromosoms 21

International University Bremen GmbH School of Engineering and Science Division Biology Campus Ring 1 28759 Bremen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Albert Jeltsch 0421 200-3247 01GR0495 312.750 EUR 01.05.2005 - 30.09.2008

Anteil Universität des Saarlandes: DNA-Methylierungsprofil des menschlichen Chromosoms 21

Universität des Saarlandes Fachrichtung 8.3 Professur für Genetik Campus Saarbrücken, Geb. 6 66123 Saarbrücken

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Jörn Walter 0681 302-4367 01GR0496 302.446 EUR 01.05.2005 - 31.12.2008

Anteil MPIMG: DNA-Methylierungsprofil des menschlichen Chromosoms 21

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

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Richard Reinhardt 030 8413-1226 01GR0497 111.250 EUR 01.05.2005 - 30.04.2008

Anteil IMB Jena: DNA-Methylierungsprofil des menschlichen Chromosoms 21

Leibniz-Institut für Altersforschung Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI) Beutenbergstr. 11 07745 Jena

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Matthias Platzer 03641 65-6241 01GR0498 98.250 EUR 01.05.2005 - 30.04.2008

1.) Ziel: Wir beabsichtigen, das DNA-Methylierungsmuster von Chromosom 21 in Monocyten von 6 Zwillingspaaren zu untersuchen (3 männlichen und 3 weiblichen). 2.) Plan: Bisulfit-behandelte DNA wird in Segmenten von 200-400 Basenpaaren mittels PCR amplifiziert ("Amplicons") und direkt sequenziert. Außerdem werden die konvertierte DNA kloniert und einzelne Klone sequenziert, abhängig von der Komplexität des Methylierungsmusters und der Zuverlässigkeit von direkten Sequenzierungen. In einer ersten Phase sollen so alle nahezu unmethylierten Regionen identifiziert und nicht mehr weiter untersucht werden. Es werden ca. 1.250 verschiedene Amplikons generiert und untersucht werden, was ca. 75.000 Sequenzierläufe erfordern wird. Datenanalyse, Speicherung und Interpretation werden in einer gemeinsamen Vorgehensweise von den beteiligten Labors in Bremen, Berlin und Saarbrücken unter Beteiligung der Epigenomics AG und des Sanger Institutes (UK) durchgeführt. 3.) Ergebnis: Alle Daten werden veröffentlicht. Die Ergebnisse sollen außerdem in GenomeMatrix, ein genzentriertes Visualisierungstool, das am MPI-MG im Rahmen des NGFN-1 entwickelt wurde, eingespeist werden.