Labor für Datenkurierung
Noch nie zuvor wurden in der Wissenschaft so viele Daten produziert wie heute. Durch neue Methoden und den technologischen Fortschritt in der Informationstechnologie ist es heute möglich, riesige Datenmengen zu speichern und zu teilen. Für eine präzise Interpretation dieser Daten sind jedoch nicht nur fortschrittliche Auswertemethoden erforderlich; auch die Gewährleistung der Datenqualität ist eine unerlässliche Voraussetzung für zuverlässige Analyseergebnisse.
Das Labor für Datenkurierung widmet sich der Datenpflege und -auswertung und nutzt diese Daten für praxisnahe Analysen. Ein zentraler Arbeitsbereich ist die Erstellung und Analyse von Genominformationen viraler Erreger, die Bewertung der Datenqualität und die Anreicherung der Daten mit funktionellen Metadaten. Diese Datensätze dienen der Charakterisierung der auslösenden Erreger und der Klassifizierung neuer Varianten. Zusammen mit den Metadaten werden die Genomsequenzen für eine zeitlich und räumlich aufgelöste Verfolgung des Ausbruchsgeschehens und der Vorhersage von Zusammenhängen zwischen einzelnen Ausbrüchen genutzt.
Aufgaben
Molekulare und phylogenetische Analysen von Influenzaviren
Gemeinsam mit dem WOAH, FAO und Nationalem Referenzlabor für Aviäre Influenza am FLI werden Methoden der molekularen Epidemiologie bei Ausbrüchen der hochpathogenen aviären Influenza angewendet.
Dabei ermöglichten die Genominformationen der Viren eine präzise Verfolgung von Ausbrüchen auf molekularer Ebene. Durch die Kombination von Genomsequenzen und Metadaten können sowohl die zeitliche als auch die räumliche Dynamik von Infektionsketten analysiert und vorhergesagt werden. In diesem Projekt werden phylogenetische Analysen von Sequenzen verschiedener aviärer und porziner Influenzaviren durchgeführt. Die Bedeutung dieses Projektes ist besonders hoch, da insbesondere Ausbrüche der aviären Influenza sowohl die Wildvogelpopulationen bedrohen, als auch in der Geflügelindustrie zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führen können. Ziel ist den Ursprung dieser Viren und mögliche Vorläufer zu bestimmen. Außerdem sollen neue Genotypen identifiziert und klassifiziert werden. Darüber hinaus werden räumlich-zeitliche Analysen durchgeführt, um die Ausbreitung von Influenzaviren zu verfolgen und mögliche Zusammenhänge zwischen Ausbrüchen zu klären. Durch die Untersuchung der geografischen und zeitlichen Muster von Ausbrüchen der aviären Influenza können wir ein tieferes Verständnis ihrer Übertragungsdynamik gewinnen und mögliche Faktoren ermitteln, die zu ihrer Verbreitung beitragen. Die Genomsequenzen werden auf Mutationen geprüft, die auf Veränderungen von Schlüsseleigenschaften wie Virulenz, Rezeptorbindung oder Anpassungen an verschiedene Wirtsarten hindeuten könnten. Auf diese Weise kann u.a. das zoonotische Potenzial dieser Influenzaviren bewertet werden, d.h. ihre Fähigkeit Artengrenzen zu überwinden und damit eine potenzielle Gefahr für die menschliche Gesundheit darzustellen.
Das Projekt beinhaltet folgende Aufgaben:
- Phylogenetische Analyse von Influenzaviren und Bestimmung des evolutionären Ursprungs und möglicher Vorläuferviren.
- Bestimmung neuer Reassortanten und Klassifizierung sowie Bezeichnung der Genotypen
- Räumlich-zeitliche Analysen zur Ausbreitung von Influenzaviren und zur Ermittlung von Zusammenhängen zwischen Ausbrüchen.
- Screening auf Mutationen, für Veränderungen von Merkmalen wie Virulenz, Rezeptorbindung oder Anpassungen an andere Wirte
- Bewertung des zoonotischen Potentials
Datenkurierung von Datensätzen aus Influenzadatenbanken
In diesem Projekt werden umfassende Screenings verschiedener öffentlicher Datenbanken durchgeführt, um influenzaspezifische Datensätze zu identifizieren. Dies beinhaltete eine sorgfältige Prüfung der öffentlich zugänglichen Sequenzdatenbanken mit dem Ziel, kontextrelevante, nicht redundante Datensätze aus den zusammenfassenden Abfragen zusammenzustellen. Um die Qualität und Zuverlässigkeit der Daten zu gewährleisten, führen wir eine Qualitätsprüfung durch. Dazu werden die Datensätze auf ihre Plausibilität und Vollständigkeit hin überprüft und mit relevanten einheitlichen Metadaten angereichert. Auf diese Weise wollen wir den Wert und Nutzen der Daten für weitere Analysen erhöhen.
Das Projekt umfasst die folgenden Aufgaben:
- Screening verschiedener öffentlicher Datenbanken auf Influenza-spezifische Einträge
- Identifizierung kontextrelevanter, nicht redundanter Datensätze aus den summarischen Abfragen der öffentlich zugänglichen Sequenzdatenbanken.
- Qualitätsprüfung und Anreicherung der Datensätze mit relevanten Metadaten.
- Datensicherung innerhalb interner Strukturen zum Erhalt der Informationen und interne Weitergabe der erweiterten Datensätze.
- Datenerhaltung innerhalb der internen Organisationseinheit und interne Verbreitung der angereicherten Datensätze.
Datenanalyse von Next Generation Sequencing (NGS) Daten zur molekularen Charakterisierung neu auftretender Influenzaviren
Diese Aufgabe dient der Analyse von Hochdurchsatz Sequenzdaten und Echtzeitsequenzierungen mit Nanoporen. Sie umfasst mehrere Schlüsselkomponenten, darunter die Analyse von Rohdaten, die Ableitung von Konsenssequenzen und die Annotation dieser Sequenzen. Darüber hinaus werden Nebenvarianten und strukturelle Variationen in den Sequenzen bestimmt. Sequenzdaten werden nach Abschluss des Projekts an Repositorien übermittelt, damit sie ordnungsgemäß dokumentiert und öffentlich zugänglich gemacht werden. Dieser Schritt stellt sicher, dass die Daten auch in Zukunft als Referenz und zur Analyse zur Verfügung stehen. Darüber hinaus werden auch kontinuierlich neue Sequenzierungsmethoden, Plattformen und kommerzielle Systeme für die Handhabung und Vorbereitung von Proben bewertet. Durch die Bewertung können wir ihre Wirksamkeit und ihre potenzielle Eignung für unsere Aufgaben ermitteln. Dieses Projekt dient der Detektion und Bewertung von neu auftretenden Influenzaviren auf der Basis ihrer Genomsequenz.
Das Projekt umfasst die folgenden Aufgaben:
- Analyse von Daten aus Hochdurchsatzsequenzierungen, Analyse von Echtzeitsequenzierungen mit Nanoporen, Rohdatenanalyse, Ableitung von Konsensus Sequenzen und Annotation. Bestimmung von Nebenvarianten und strukturellen Abweichungen.
- Einstellung von Sequenzdaten in Repositorien
- Bewertung von neuen Sequenzverfahren, Plattformen und kommerziellen Systeme für die Handhabung und Vorbereitung von Proben.
Forschungsprojekte (Drittmittel)
Wir arbeiten an folgenden Drittmittelgeförderten Forschungsprojekten mit:
- PREPMEDVET: Notfallstrategien gegen virale Pathogene: Reaktion auf Tierseuchen und Bioterrorismus
Das Projekt PREPMEDVET wird vom BMBF im Rahmenprogramm "Zivile Sicherheit - Prävention und schnelle Hilfe bei biologischen Gefahren" gefördert. - VEO: Vielseitiger Beobachtungsmonitor für neu auftretende Infektionskrankheiten
Das Projekt VEO wird von der EU im Rahmen des Horizon 2020 Programms gefördert. - KAPPA-FLU: Ökologie und Biologie von HPAIV H5
Das Projekt KAPPA-FLU wird von der EU im Rahmen des Horizon Europe Programms gefördert. - COMPARE: Kollaborative Management-Plattform für die Erkennung und Analyse von (neu) auftretenden und lebensmittelübertragenen Krankheitsausbrüchen in Europa.
Das Projekt VEO wurde von der EU im Rahmen des Horizon 2020 Programms gefördert. - DetektiVir: Ad-hoc-de-novo-Detektion viraler Erreger mit adaptiver Diagnostik zur Verhinderung von Epidemien
Das Projekt PREPMEDVET wurde vom BMBF im Rahmenprogramm "Zivile Sicherheit" gefördert.