Bioinformatik: Äpfel mit Birnen vergleichen - Science Communications

Foto: Dieter Nagl
pekte des Geschehens und können nicht alle Fragen
beantworten“, verdeutlicht der Techniker, „die große
Kunst ist, all diese Daten so zu kombinieren und so
intelligent zu analysieren, dass sich eine Erkenntnis
herauskristallisiert.“ Bioinformatik ist also der Vergleich
von Äpfeln und Birnen auf höchstem Niveau
(siehe Infokasten Was ist Bioinformatik?).
Die Kraft der sprechenden Bilder
Zur Interpretation müssen die Daten auch
bildlich dargestellt werden, diese Visualisierungs-
Kunst ist ebenfalls ein Teil von BIN. Dabei wird das
gesamte Wissen über eine medizinische Frage in
ein Bild gepackt. So sind zum Beispiel Muster, die
auf die Bedeutung bestimmter Biomarker hinweisen,
zu erkennen – bei der Darstellung in reinen
Zahlenkolonnen wäre dies viel schwieriger.
Das Nonplusultra im Datenmanagement – und
auch hier beschreiten die Bioinformatik-Forschenden
um Zlatko Trajanoski und Gerhard Thallinger
neue Wege – ist die Nachbildung dynamischer
Effekte. Sie wollen aus Daten mathematische
Modelle entwickeln, mit denen man medizinische
Phänomene simulieren kann. Eine Fragestellung
ist zum Beispiel: Was passiert, wenn sich die Anzahl
Tumor-infiltrierender T-Zellen erhöht? Wächst
der Tumor oder schrumpft er? „Solche Modelle
sind in der Pharmakologie bereits üblich, um die
Wirkung von Medikamenten zu simulieren. In den
molekularen Biowissenschaften sind Datenmenge
und -qualität mittlerweile so weit beherrschbar,
dass derartige Modelle auch möglich werden“,
meint Trajanoski.
Er teilt mit seinem Kollegen Thallinger die
Einschätzung, dass die Bioinformatik ein enormes
Entwicklungspotenzial im medizinischen Bereich
hat. „Die Sequenzierung des menschlichen Ge-
7 genosphären 11/12
noms kostet immer weniger. Bald werden auch die
Genome der wichtigsten Krebsarten sequenziert
sein. Diese Daten werden es möglich machen, Patienten
besser zu klassifizieren, ihre Krankheiten zu
diagnostizieren – und personalisiert zu behandeln.
Die Schlüsselrolle dabei spielt die bioinformatische
Verarbeitung“, prophezeit Trajanoski: „Zu Beginn
von BIN war gerade einmal ein Genom sequenziert
– das humane Genom. Davon ausgehend wurden
immer mehr Genome als Ganzes und vor allem
auch Teilsequenzen analysiert. Heute kennt man
rund 5000 monogenetische Erkrankungen.“
Dennoch fehlt bei vielen dieser Krankheiten die
Möglichkeit zur Diagnose und Behandlung. Für sie
alle gilt die Vision: Maßgeschneiderte Therapien,
angepasst an das individuelle Patientengenom.
„Anspruchsvoll“, gibt Trajanoski zu, „aber dorthin
führt der Weg. Und Wegbegleiter dorthin ist die
Bioinformatik.“
Fulminantes Finale
Mit dem Auslaufen des Genomforschungsprogramms
wird auch das BIN-Projekt im Frühjahr
2012 abgeschlossen. Dafür aber mit einem
fulminanten Finale. Am 28. und 29. März 2012
findet eine mit der Chemie-Nobelpreisträgerin Ada
Yonath prominent besetzte Abschlussveranstaltung
der GEN-AU Projekte BIN, APP (Austrian Proteomics
Platform) und ncRNA (non-coding RNAs) in
Innsbruck statt, bei der Resümee gezogen wird.
Danach ist das in allen drei GEN-AU Phasen mit
über sechs Millionen Euro geförderte Bioinformatik-Projekt
beendet.
Sind die Projektväter voller Wehmut? „Nein, es
war eine sehr schöne Zeit. Wir haben viel gelernt,
viel gemacht, viel erreicht, und es hat sich durch
unser Projekt vieles in Österreich entwickelt“, zieht
FORSCHEN
Kurzinformation zum Projekt:
Netzwerkprojekt
BIN – Bioinformatik-Integrationsnetzwerk
III
Projektleitung: Univ.-Prof. DI Dr.
Zlatko Trajanoski; Sektion für Bioinformatik,
Meduni Innsbruck
Laufzeit: Jänner 2009 bis März 2012
Budget: 1,84 Mio. Euro
BIN-Projektpartner aus allen drei
Phasen (2003 bis 2012):
• CeMM – Forschungszentrum für
Molekulare Medizin GmbH, ÖAW
• Center for Integrative Bioinformatics,
Max F. Perutz Laboratories
• Department of Structural and
Computational Biology, Uni Wien
• IMP – Research Institute of Molecular
Pathology
• Institut für Genomik und Bioinformatik,
TU Graz
• Institut für Theoretische Chemie,
Uni Wien
• Sektion für Bioinformatik, Meduni
Innsbruck
• UMIT – Private Universität für
Gesundheitswissenschaften, Medizinische
Informatik und Technik
Die drei Phasen von BIN:
In der ersten Phase von BIN wurde
ein virtuelles Labor für die Integration
bioinformatischer Lösungen
etabliert. Drei thematische Schwerpunkte
wurden eingerichtet: Aufbau
und Wartung bioinformatischer
Serviceleistungen, Sequenzannotation
und Strukturgenomik. Schon in
Förderphase I gab es einen Fokus
auf die Ausbildung von bioinformatischem
Nachwuchs.
In der zweiten Phase wurde das
Netzwerk thematisch erweitert:
Proteominformatik und evolutionäre
Sequenzanalyse kamen dazu. Die
ersten Experimente wurden forciert.
In der letzten, jetzt auslaufenden
Phase von BIN wird starkes Augenmerk
auf die Wartung und Erweiterung
des virtuellen Computerlabors und
die Stärkung der Interaktion mit den
experimentellen Partnern gelegt.
Gerhard Thallinger ist einer der geistigen Väter
des GEN-AU Bioinformatikprojekts und begleitete
BIN souverän durch alle drei Phasen.