Evolutionäre Immungenomik - Forschung

Aktuelle Forschung

Wir beschäftigen uns mit der evolutionären Entstehung und Bedeutung funktioneller genetischer Diversität und legen hierbei einen Hauptfokus auf das adaptive Immunsystem. Unsere aktuellen Forschungsprojekte gliedern sich in die folgenden Teilbereiche.

Evolution einer optimalen Immunantwort

Das Immunsystem der Wirbeltiere kombiniert eine Fülle von spezifischen und unspezifischen Mechanismen, um den Körper gegen eindringende Parasiten und Krankheitserreger zu verteidigen. Je breiter und vielfältiger die Immunantwort, desto größer das Spektrum der erkannten und somit potentiell abgewehrten Krankheitserreger. Eine sehr breite Immunreaktion erhöht aber möglicherweise auch das Risiko, eigene Zellen anzugreifen und somit das Risiko von Autoimmunerkrankungen. Hinweise für einen solchen Kompromiß zwischen Parasitenabwher und Selbstschutz sind im Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) besonders deutlich. MHC-Moleküle sind hoch variabel und erkenne jeweils nur eine begrenzte Anzahl von Krankheitserregern, aber statt aller möglichen Varianten trägt jeder einzelne von uns nur eine sehr begrenzte Anzahl dieser Gene. Unsere Arbeit beschäftigt sich mit den Prozessen, die die individuelle genetische Diversität im MHC bestimmen. Ein aktueller Schwerpunkt ist die Assoziation zwischen MHC Diversität und Autoimmunität in menschlichen Populationen, aber wir sind auch daran interessiert, in welcher Weise die Diversität im MHC mit anderen Immungenen und dem genomischen Hintergrund interagiert.

Evolutionäre Genomik des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC)

Der MHC ist durch außergewöhnliche genetische und genomische Eigenschaften charakterisiert. Dazu gehören eine große Anzahl von Protein-kodierenden Allelen, Variation in the Zahl von Genkopien und eine Kombination aus starker Genkopplung und Rekombinations-Hot-Spots. Es wird angenommen, daß diese Eigenschaften zu einem großen Teil das Ergebnis natürlicher Selektion darstellen, aber sehr wenig ist bekannt über die Prozesse, die letztlich zu den beobachteten Mustern führen. Wir untersuchen die strukturelle Organisation und die genetische Vielfalt in der MHC-Region innerhalb und zwischen natürlichen Populationen, mit dem Ziel, genetische, genomische und Umweltfaktoren zu identifizieren, die zur Organisation des MHC beitragen.

Humane Populationsgenetik und Genomik

Natürliche Selektion durch Parasiten wird immer häufiger als einer der wichtigsten Treiber für die menschliche Evolution erkannt. Gene des Immunsystems zeigen häufig die stärksten Signaturen für Selektion und dominieren im Allgemeinen sogenannte Outlier-Tests für genetische Divergenz zwischen Populationen. Die zunehmenden genomischen Ressourcen zu menschlichen Populationen und die Verfügbarkeit von epidemiologischen Daten bietet beispiellose Möglichkeiten, um lokale immungenetische Anpassung des Menschen zu erforschen. Allerdings haben Daten aus rezenten Populationen nur eine begrenzte Aussagekraft über Selektionsprozesse in der Vergangenheit. Wir untersuchen daher auch die immungenetische Evolution in historischen menschlichen Populationen, mit einem Fokus auf drastischen epidemiologischen Ereignisse der modernen Geschichte.

 
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