In silico Vorhersage des Krankheitspotentials von extragenischen DNA-Sequenzveränderungen

• Antragsteller: Professor Dr. Dominik Seelow
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256479157

Die rasante Entwicklung neuer Hochdurchsatztechnologien zur Gensequenzierung hat die Aufklärung monogener Krankheiten revolutioniert. Die Vielzahl der so gefundenen Sequenzvarianten erschwert jedoch die Identifizierung der tatsächlichen Krankheitsmutation beträchtlich. Häufig werden deshalb Computerprogramme zur in silico Bewertung des Krankheitspotentials der Varianten eingesetzt. Die am häufigsten genutzten ProgrammePolyPhen-2 und SIFT sind aber lediglich in der Lage, die Konsequenz von Aminosäureaustauschen zu bewerten. Unsere Software MutationTaster kann darüber hinaus zwar das Krankheitspotential synonymer bzw. nicht-kodierender Varianten analysieren, ist jedoch bislang auf intragenische Veränderungen beschränkt. Allerdings können auch Mutationen außerhalb eines Gens zu Krankheiten führen. Derzeit existiert kein Computerprogramm für die Vorhersage ihres Krankheitspotentials.Wir beabsichtigen deshalb, MutationTaster im Rahmen des beantragten Projekts so zu verbessern, dass in Zukunft auch die Analyse extragenischer Varianten möglich sein wird. Dazu werden wir die bisherige Beschränkung auf intragenische Veränderungen aufheben und über die bioinformatische Auswertung experimenteller Daten einen Zusammenhang zwischen regulatorischen Regionen und den von ihnen regulierten Genen herstellen.Durch das ENCODE-Projekt stehen inzwischen umfangreiche Daten zu regulatorischen Elementen wie Transkriptionsfaktorbindungs- oder Methylierungsstellen zur Verfügung.Wir wollen diese Informationen nutzen und häufige Polymorphismen aus dem 1000-Genom-Projekt sowie bekannte Krankheitsmutationen aus der Human Gene Mutation Database (HGMD) als Trainings- und Testfälle verwenden, um so geeignete in silico Tests zur Untersuchung des Krankheitspotentials extragenischer Varianten zu entwickeln.MutationTaster ist web-basiert, kostenlos und wird von Gruppen aus aller Welt verwendet. Unser Webservice zur automatischen Analyse von Genotypdateien wurde bislang zur Auswertung von mehr als 750 Millionen Varianten genutzt und unsere Website verzeichnet darüber hinaus bis zu 2 Millionen Einzelabfragen pro Tag. Neben der Möglichkeit zur Bewertung synonymer und nicht-kodierender Varianten ist MutationTaster auch in der Vorhersagegenauigkeit anderen Programmen wie SIFT oder PolyPhen-2 überlegen. Die Varianten aus einer kompletten Exomsequenzierung können in weniger als einer halben Stunde analysiert werden und dank der Verwendung effektiver Filterstrategien wird dabei eine Falsch-Positiv-Rate von 1% erreicht. Mit dem hier beantragten Projekt beabsichtigen wir, diesen Service so zu erweitern, dass in Zukunft die Varianten aus einer Sequenzierung des gesamten Genoms innerhalb weniger Stunden analysiert und akkurat bewertet werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Institution: Cardiff University ; School of Medicine