Identifizierung und Charakterisierung von nicht-kodierenden Mutationen als Ursache für autoinflammatorische Erkrankungen

• Antragsteller: Dr. Oskar Schnappauf
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 370899363

Autoinflammatorische Erkrankungen, auch periodische Fiebersyndrome genannt, sind eine Gruppe von monogenen oder komplex-genetischen Erkrankungen, charakterisiert durch scheinbar unprovozierte Schübe von Entzündungen in Abwesenheit von hohen Konzentrationen an Autoantikörpern oder autoantigenspezifischen T-Zellen. Genom-weite Assoziationsstudien (Genome-wide association studies - GWAS) und Gesamt-Genomsequenzierungen (Whole genome sequencing - WGS) wurden erfolgreich eingesetzt, um zahlreiche Einzel-Nukleotidpolymorphismen (Single nucleotide polymorphisms - SNPs) signifikant mit autoinflammatorischen Erkrankungen zu assoziieren. Erstaunlicherweise liegen nur etwa 10% der durch GWAS identifizierten krankheits-assoziierten SNPs in genkodierenden Bereichen, während mehr als 90% mit nicht-kodierenden und damit potentiell regulatorischen Regionen des Genoms zusammenfallen. Ziel der geplanten Studie ist die Verwendung von GWAS- und WGS-Daten in Kombination mit öffentlich zugänglichen genomischen und epigenomischen Datensätzen um SNPs zu identifizieren, welche in zelltyp-spezifischen Enhancern lokalisiert sind und signifikant mit autoinflammatorischen Krankheiten assoziiert sind. Potentielle Kandidaten-Enhancer werden in Zellen der angeborenen Immunabwehr, wie beispielsweise dendritischen Zellen oder Makrophagen, mit Hilfe von strukturellen und funktionellen Analysen bestätigt. Anschließend wird die CRISPR/Cas9 Technologie verwendet, um entweder das gesamte Enhancer-Fragment zu entfernen oder um einen spezifischen Enhancer-SNP in das Genom von Zellen der angeborenen Immunabwehr einzuführen. Ebenso wird diese Technik genutzt um das Genom des Zebrafisches, ein etabliertes Tiermodell für die Erforschung von Defekten des Immunsystems, zu modifizieren. In einem weiteren Schritt werden Transkriptom-Analysen dazu verwendet um Informationen über Kandidaten-Gene zu erhalten, welche durch die entfernten bzw. modifizierten Enhancer reguliert werden. Die beschriebene Studie wird helfen, die Bedeutung von Enhancern für das menschliche Immunsystem zu verstehen und dadurch neue mechanistische Einblicke in die Rolle von Enhancern und die Auswirkungen von SNPs innerhalb dieser Enhancer für die Manifestation und Entwicklung von monogenen und komplexen autoinflammatorischen Erkrankungen zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Daniel Kastner, Ph.D.