WhatsHap: Software für die Genomforschung und klinische Diagnostik auf Haplotypebene

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Marschall
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391137747

Die rapiden technologischen Fortschritte in der Genomsequenzierung revolutionieren zur Zeit die biomedizinische Forschung sowie die Gesundheitsversorgung. Die personalisierte Medizin nutzt genomische Unterschiede von Patientinnen und Patienten zur Diagnose und Therapieauswahl. Das bedeutet, dass die Genome als Grundlage für klinische Entscheidungen genutzt werden. Sequenziermaschinen produzieren gigantische Datenmengen, die von komplexen "Software-Pipelines" analysiert werden. Softwarelösungen mit klinischen Anwendungen müssen höchsten Qualitätsstandards gerecht werden. Diese Anforderung steht jedoch in krassem Gegensatz zum Zustand vieler Softwarewerkzeuge in der Bioinformatik, die nicht über ein Prototypstadium hinauskommen, oftmals weil keine entsprechenden Softwareentwickler zur Verfügung stehen.Das Aufkommen von Sequenziertechnologien der zweiten Generation ab 2006 hat eine kostengünstige Sequenzierung ermöglicht und die Kosten für die Sequenzierung eines Genoms sind von hunderten Millionen im Jahr 2001 auf weniger als 1000 Euro gefallen. Dieser massive Preisverfall hat einen entsprechend massiven Anstieg der Datenmengen zur Folge gehabt.Momentan werden Sequenziertechnologien der dritten Generation verfügbar. Diese Technologien führen zu einem Paradigmenwechsel in der Genomik: Während viele Studien sich bisher auf Genotypen fokussiert haben, wird es nun möglich, menschliche Haplotypen zu rekonstruieren. Der Zugang zu Haplotypinformationen ist von außerordentlicher Wichtigkeit für eine große Zahl von Analysen, im besonderen für Studien zur Menschheitsgeschichte aber auch zum Verständnis und Diagnose von haplotypspezifischen Krankheitsbildern. Daher haben diese Sequenziertechnologien zur Zeit einen enormen Einfluss auf genomische und klinische Forschung und werden im Folgenden ein Teil routinemäßiger klinischer Diagnostik werden. Um das zu realisieren, ist hochqualitative, nachhaltig gepflegte Software eine zwingende Vorraussetzung.Unsere WhatsHap-Software stellt einen exzellenten Ausgangspunkt hierfür dar. Sie findet bereits in mehreren großen Projekten Anwendung, erregt zur Zeit die Aufmerksamkeit sowohl vieler Forscher in den Lebenswissenschaften als auch der Hersteller von Sequenziertechnologien und wird als Open-Source-Software zur Verfügung gestellt. Der schnell wachsende Sektor der Genomsequenzierung und personalisierten Medizin stellt eine ideale Umgebung dar, um Mittel für einen gemeinnützige Stiftung zu akquirieren, um WhatsHap nach Ablauf der Förderperiode nachhaltig zu pflegen. Obwohl es eine lange Tradition von Stiftungen gibt, die Open-Source-Projekte fördern, sehen wir bei akademischer Software noch deutliches Steigerungspotential für dieses Model. Mit diesem Projekt werden wir das Bewusstsein für diesen Ansatz steigern und unsere entsprechenden Erfahrungen in einem öffentlich zugänglichen Bereicht dokumentieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsdaten und Software (Wiss. Literaturversorgung und Informationssysteme)