Algorithms for Computational Genomics

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Prof. Dr. Tobias Marschall

Die Arbeitsgruppe Marschall entwickelt Algorithmen und statistische Methoden für die rechnergestützte Genomik. Insbesondere arbeiten wir an Methoden zur Analyse von Daten aus der Hochdurchsatzsequenzierung zur Erforschung von genetischer Diversität, Epigenetik und Krebs. Auf der einen Seite entwickeln wir die nötigen theoretische Grundlagen auf den Gebieten der algorithmischen Statistik, kombinatorischen Optimierung und Sequenzalgorithmen. Auf der anderen Seite wenden wir die resultierenden Methoden in Zusammenarbeit mit Partnern aus Medizin und Biologie an um biologische Erkenntnisse zu sammeln. Die in der Arbeitsgruppe behandelten Themen reichen von der Verarbeitung von Rohdaten bis zu Fragen der Populationsgenetik.

Unsere Projekte

Neben Punktmutationen (SNPs) tragen größere Unterschiede wie Insertionen, Deletionen, Translokationen und Inversionen entscheidend zur genetischen Diversität in einer Population bei. Wir entwickeln neuartige Algorithmen um solche genetischen Varianten anhand von Sequenzierdaten aufzuspüren und deren Genotypen zu bestimmen. Diese Methoden wenden wir in großen Projekten wie dem Genome of the Netherlands Project an. Strukturelle genetische Varianten spielen auch in der Krebsgenomik eine wichtige Rolle. Eines unserer Projekte zielt daher darauf ab, die Allelfrequenz struktureller Varianten in heterogenem Tumorgewebe zu schätzen. Neben Genotypen und Allelfrequenzen ist die Kenntnis der einzelnen Haplotypen von großem Interesse. Deshalb entwickeln wir Algorithmen zur Rekonstruktion der Haplotypen von diploiden Organismen sowie von Viruspopulationen in einem Wirt.