Retrogenom-Anwendungssoftware und Datenbanken zur Klärung evolutiver Fragen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Jürgen Schmitz
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314383074

Seit ungefähr zwei Jahrzehnten werden Spuren der Aktivität von Retroposons verwendet, um phylogenetische Verwandtschaftsverhältnisse zwischen und innerhalb unterschiedlicher Vertebraten erfolgreich zu rekonstruieren. Informative Retroposons haben bereits viele phylogenetische Fragen insbesondere innerhalb der Säugetiere lösen können. Bisher sind weltweit nur wenige Gruppen in der Lage, dieses Markersystem zuverlässig und erfolgreich anzuwenden. Die schwierigste Aufgabe ist, genomweit hunderte und tausende von Insertionen in konservierten Regionen aufzuspüren und die wenigen informativen zu finden, die einst in einen gemeinsamen Vorfahren verwandter Linien gesprungen sind und damit heute deren Verwandtschaft dokumentieren. Professionelles Wissen über die Biologie der Retroelemente und Hochdurchsatz bioinformatische Strategien sind essentiell für diese Studien. Bisher sind nur sehr wenige bioinformatische Anwendungen verfügbar, um diesen Forschungsbereich zu unterstützen. Während der letzten 12 Jahre hat meine Gruppe bedeutende Erfahrung und Strategien entwickelt, um Retroelemente als phylogenetische Marker zu nutzen. Mit der Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft konnte dieses Wissen bereits initial in bioinformatische Anwendungen für die wissenschaftliche Gemeinschaft umgesetzt werden. Wir haben zum Beispiel eine Transposition in Transposition (TinT) Applikation und den Genome Presence Absence Compiler (GPAC) entwickelt und verfügbar gemacht, die vielseitig von Wissenschaftlern genutzt werden, um geeignete Retroposons als phylogenetische Marker zu identifizieren und aus dem Genom zu extrahieren. Wir beabsichtigen, ein umfangreiches modulares, bioinformatisches Verfahren zur Durchführung phylogenetischer Projekte basierend auf Retroposons und zur Auswertung und Verwaltung der presence/absence Muster von Retroelementen aus experimentellen und in silico Anwendungen zu entwickeln und etablieren. Diese einzigartige Applikation soll in direkt anwendbarer Form der wissenschaftlichen Gemeinschaft und den weltweit aktiven Genomsequenz-Konsortien zur Verfügung gestellt werden und langfristig und nachhaltig aktualisiert werden.

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