Entwicklung und Anwendung von in silico Methoden zur Aufklärung der Ursachen seltener genetischer Erkrankungen

Abstract

In der vorliegenden Habilitationsschrift stelle ich eigene Forschungsarbeiten vor, welche die Entwicklung und Anwendung von in silico Methoden zur Aufklärung der molekularen Ursachen genetischer Erkrankungen thematisieren. Das Feld der experimentellen und molekularen Genetik hat durch die Entwicklung von Hochdurchsatzmethoden zur DNA Sequenzierung in den letzten zehn bis 15 Jahren einen substanziellen Wandel erfahren. Insbesondere die Aufklärung der Ursachen monogener Erkrankungen wurde dadurch revolutioniert, mit einer drastischen Verkürzung der durchschnittlich vergangenen Zeit bis zur Benennung einer definitiven molekulargenetischen Diagnose. Aber wie genau ist diese enorme Verkürzung der Zeit bis zu einer Diagnose möglich? Welche Technologien und Strategien ermöglichen es uns, heute zumindest für einen Teil der Patient:innen in einem Bruchteil der früher benötigten Zeit eine Antwort auf die Frage nach der Ursache ihrer Erkrankung zu finden? Neben den Errungenschaften der Labortechnik spielte und spielt auch der Einsatz computerbasierter Verfahren zur sinnvollen und effizienten Nutzung der immensen Datenmengen, die durch immer neue Hochdurchsatzverfahren entstehen, eine wichtige Rolle. Auf den folgenden Seiten werde ich die Entwicklung und Anwendung einiger computerbasierten Verfahren vorstellen, welche die Aufklärung der Ursachen genetisch bedingter Erkrankungen vereinfachen und beschleunigen. Bei der Entwicklung der vorgestellten Programme war es stets unser Ziel, besonders anwendungsfreundliche und im klinischen Alltag hilfreiche Werkzeuge zu erschaffen – so kann der Faktor „Mensch“ mit seiner einzigartigen Fähigkeit zur Verknüpfung von Wissen und Erfahrungen in höchstem Maße mit eingebunden werden und zur erfolgreichen Ursachenfindung beitragen.