Forschungsfelder
Fortschrittliches Genom-Engineering mit Designer-Rekombinasen
Die zunehmende Anzahl veröffentlichter Genomsequenzen hat die Notwendigkeit präziser und effizienter Strategien zur genomischen Manipulation verdeutlicht. Werkzeuge der Gentechnik ermöglichen eine vorhersehbare und exakte Manipulation ganzer Organismen. Um die Fähigkeiten dieser Enzyme zu verbessern, nutzen wir eine Kombination aus gezielter molekularer Evolution, rationalem Design und künstlicher Intelligenz, um neuartige Rekombinasen zu entwickeln. Beispiele hierfür sind die Entwicklung einer Rekombinase, die gezielt das HIV-1-Provirus aus infizierten Zellen entfernen kann, sowie eines Rekombinasesystems, das eine große genomische Inversion korrigieren kann, die bei schweren Hämophilie-A-Patienten gefunden wird. In zukünftigen Forschungsarbeiten planen wir, den Einsatz von Designer-Rekombinasen für therapeutische Anwendungen weiter auszubauen.
Entwicklung von Base-Editing-Systemen zur gezielten Identifikation und Reparatur von krebstreibenden Mutationen
Programmierbare Nukleasen stellen ein leistungsstarkes Werkzeug zur gezielten Bearbeitung von Mutationen in Krebszellen dar. Allerdings sind Nukleasen auf zelluläre DNA-Reparaturwege angewiesen, die schwer kontrollierbar sind und zu unerwünschten Veränderungen führen können. Im Gegensatz dazu ermöglichen Base- und Prime-Editing-Systeme die präzise Korrektur von Mutationen sowohl in Onkogenen als auch in Tumorsuppressorgenen, was ihr Potenzial für die Präzisionsonkologie unterstreicht. Unser Ziel ist es, diese Systeme weiterzuentwickeln, um patientenspezifische Schwachstellen zu identifizieren und sie als neue therapeutische Ansätze einzusetzen.
Epigenom-Editing
Die Epigenom-Modifikation bietet die Möglichkeit, epigenetische Markierungen an spezifischen genomischen Positionen zu verändern, um die Genexpression zu steuern, ohne den genetischen Code zu verändern. Wir erforschen neuartige epigenetische Editoren, die Gene unabhängig vom genomischen Kontext oder Zelltyp effektiv zum Schweigen bringen können. Die Ergebnisse dieser Experimente sollen unser Verständnis des Epigenoms verbessern und die Grundlage für neuartige therapeutische Ansätze schaffen.
Unsere Zukunftsperspektiven und Ziele
- Verbessern der esiRNA- und CRISPR/Cas9-Technologie für funktionelle Genomstudien
- Durchführen von phänotypischen Profilings in Krebszelllinien und primärem Krebsmaterial zur Identifikation und Charakterisierung von Genen mit therapeutischem Potenzial
- Entwicklung und Anwendung von verschieden Genom-Engineering Werkzeugen, welche eine flexible und präzise Genommanipulationen ermöglichen