Strukturelle Chromosomenveränderungen sind eine treibende Kraft der Evolution, aber auch Ursache verschiedenster Erkrankungen. Sowohl bei evolutionären als auch bei krankheitsassoziierten Chromosomenrearrangements fällt auf, dass viele der ursächlichen Chromosomenbrüche nicht zufällig im Genom verteilt sind. Vielmehr entstehen durch das Zusammenspiel zwischen unterschiedlicher Chromosomenvulnerabilität und selektivem Druck regionale Präferenzen. Evolutionär zeigen sich diese durch wiederholtes Auftreten derselben Chromosomenbruchpunktregionen in unterschiedlichen Spezies oder durch die Anhäufung segmentaler Duplikationen (SDs) in bestimmten Regionen. In Tumoren bedingt diese nicht zufällige Verteilung der Chromosomenbruchpunkte das Auftreten rekurrenter Aberrationen, welche aufgrund ihrer Häufigkeit und Spezifität zunehmende Relevanz als Startpunkt zur Kandidatengensuche sowie als therapeutische und diagnostische Marker haben. In der Literatur finden sich Hinweise, dass auch die räumliche Organisation der Chromosomen im Zellkern die Häufigkeit der Entstehung von Chromosomenveränderungen beeinflusst. Die gegenseitige Abhängigkeit von dreidimensionaler Chromatinorganisation, Genregulation und Genomintegrität konnte aufgrund technischer Limitationen bislang nur eingeschränkt untersucht werden. Erst die Einführung von auf Hochdurchsatzsequenzierung beruhenden Methoden eröffnete hier neue Perspektiven. In der vorliegenden Arbeit wurden mit diesen neuen Methoden generierte Daten genutzt, um am Beispiel des humanen Chromosom 7 nachzuweisen, dass trotz zweier Inversionen im Zuge der Primatenevolution die dadurch dislozierten chromosomalen Abschnitte ihre räumliche Nähe bewahren. Die betroffenen Segmente zeigen dabei eine signifikante Anreicherung von SDs. Dies könnte darauf hindeuten, dass die räumliche Nähe die Propagation von SDs begünstigt oder SDs sogar zur Aufrechterhaltung dieser räumlichen Nähe beitragen. SDs des Chromosom 7 sind auch an der Entstehung von Chromosomenveränderungen beteiligt, die Ursache des Williams-Beuren-Syndroms sind. Die Analyse der Chromatineigenschaften dieser Region weist darauf hin, dass hier eine topologische Chromatindomäne mit spezieller Chromatinorganisation vorliegt, an deren Grenze sich SD-Sequenzen während der Evolution inseriert haben. Auch bei den somatischen Chromosomenaberrationen in Tumorzellen gibt es bereits Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen chromosomalen Veränderungen, Genregulation und der 3D-Organisation des Zellkerns. Zusätzlich zu der Analyse eines tumorassoziierten Kandidatengens, wird am Beispiel eines kutanen T-Zell-Lymphoms mit sehr komplexem Karyotyp untersucht, inwieweit sich chromosomale Rearrangements im Interaktionsmuster widerspiegeln. Mittels molekularbiologischer und bioinformatischer Analysen konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass sich auf Basis chromosomaler Interaktionsdaten genomweite Rearrangements und deren resultierende Fusionsgene feinkartieren lassen.
Structural chromosomal aberrations are drivers of evolution, but are also the cause of numerous diseases. The breakpoints of these chromosomal rearrangements are often not randomly distributed. Instead they show regional preferences, which result from a combination of chromosomal vulnerability and selective pressure. In terms of evolution this phenomenon is reflected by the accumulation of segmental duplications (SDs) within distinct segments in the course of evolution and the reuse of evolutionary breakpoint regions. In tumors the non-random distribution of chromosomal breakpoints leads to characteristic patterns of recurrent chromosomal rearrangements. Given their frequency and specificity these aberrations are increasingly used as diagnostic and therapeutic markers as well as starting points for the identification of candidate genes that drive tumorigenesis. During recent years it became apparent that the distribution of chromosomal aberrations is also influenced by the 3D chromatin organisation. Yet, the analysis of the interplay between higher order chromatin organisation, gene regulation and genome integrity was hampered by the lack of appropriate techniques. The advent of methods based on massive parallel sequencing has opened new possibilities to study genome-wide chromosomal interactions with unprecedented resolution. In this thesis, datasets generated by means of these new techniques have been employed to study the mutual influence of evolutionary rearrangements and higher order chromatin conformation. On the example of two inversions of chromosome 7 that have occurred during primate evolution it could be demonstrated that despite these evolutionary rearrangements, the formerly adjacent segments have retained their spatial proximity within the nucleus. The affected segments are characterized by an enrichment of SDs. This observation suggests that spatial proximity could impact the propagation of SDs or alternatively, that SDs have a role in establishing higher order chromatin organisation. Rearrangements within one cluster of SDs located on chromosome 7 are the underlying cause of a genomic disorder named Williams- Beuren syndrome. An analysis of the chromatin organisation within this region in comparison to adjacent regions has revealed that this interval makes up a distinct chromatin domain and that SDs have preferentially inserted at the borders of this domain. Meanwhile, there is also accumulating evidence that the distribution of somatic chromosomal aberrations in tumors is associated with higher order chromatin organisation. On the example of a cutaneous T-cell lymphoma with a complex karyotype and additional to the analysis of a tumor- associated candidate gene, it has been demonstrated that the presence of chromosomal aberrations can be inferred from alterations within the chromosomal interaction patterns. Moreover, it has been possible to use these interaction data to fine map translocations and identify fusion genes.