DNA-Sequenzierung – Erkrankungsrisiken besser einschätzen können

Die neue Generation der DNA-Sequenzierung ist am Cologne Center for Genomics (CCG) der Universität zu Köln angekommen. Mithilfe der neuen Technik, einem sogenannten Genome Analyser kann ein Genom (die komplette Erbinformation eines Lebewesens) in wenigen Tagen entschlüsselt werden.

Vor 15 Jahren benötigten 150 Mitarbeiter an fünf großen Forschungszentren noch ganze sieben Jahre, um das erste Humangenom zu entziffern. Diese Entwicklung soll es ermöglichen, Erkrankungsrisiken besser einschätzen zu können und Erkrankungen vorzubeugen. Bei Krebspatienten werden schon bald Therapie­entscheidungen von einem solchen „Genom-Check“ abhängen.

In einem ersten Projekt wird gerade, weltweit erstmalig, Romanomermis culicivorax sequenziert. Es handelt sich hierbei nicht um einen entfernten Verwandten von Caenorhabditis elegans, einem etwa einen Millimeter großen Fadenwurm, der vor allem in der Entwicklungsbiologie und der Genetik als Modellorganismus dient.

Thorsten Hoppe, einer der neu an die Kölner Universität berufenen Professoren am Institut für Genetik will nun hunderte von Mutantenstämmen mit abnormen Alterungserscheinungen sequenzieren, um so die Rolle der unterschiedlichen bei C. elegans mutierten Gene für den Alterungsprozess aufzuklären. Das kann für uns alle interessant werden, da Mensch und Wurm, zellbiologisch gesehen, gar nicht so verschieden sind.

Für die Biologen und Mediziner der Kölner Universität bedeutet der Zugriff auf die Neue Generation der DNA-Sequenzierung einen enormen Fortschritt: Er ermöglicht neue Einblicke in die Vielfalt der genetischen Variabilität mit einer nie zuvor erreichten Auflösung und Geschwindigkeit. Allerdings fallen bei der Sequenzierung enorme Datenmengen im Bereich mehrerer Terabyte an.

Um die geplanten Projekte realisieren zu können, ist daher eine aufwendige IT-Infrastruktur notwendig. Die Zusammenarbeit mit dem Rechenzentrum der Universität, das seine Hochleistungsrechner- und Speicherinfrastruktur gerade wesentlich ausbaut, stellt die zügige Auswertung und langfristige Verfügbarkeit der Daten sicher.

Bereits während der Sequenzierung werden die Daten über eine schnelle Glasfaserleitung an das Rechenzentrum geschickt, wo derzeit noch auf einem Cluster mit 256 Prozessoren die Auswertung stattfindet. Mittels schneller Datenübertragung und parallelisierter Bearbeitung sind die Sequenzdaten bereits wenige Tage nach der Sequenzierung für einen breiten Nutzerkreis verfügbar.

Bei Rückfragen: Prof. Dr. Peter Nürnberg,
Cologne Center for Genomics (CCG)
Email: nuernberg@uni-koeln.de
Tel.: +49 221 470-7821
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lang,
Leiter Rechenzentrum (RRZK)
Email: lang@uni-koeln.de
Tel.: +49 221 478-5596
Verantwortlich: Rainer Schumann