Genomische Instabilität

DNA-Reparaturdefekte und seltene Erkrankungen verstehen

Erkrankungen mit genomischer Instabilität entstehen häufig durch angeborene Defekte der DNA-Reparatur und DNA-Schadensantwort. Klinisch sind sie besonders relevant, da sie oft mit Entwicklungsstörungen, Knochenmarkversagen, erhöhter zellulärer Empfindlichkeit gegenüber Chemotherapeutika oder Bestrahlung sowie einer erhöhten Krebsprädisposition einhergehen.

Unsere Forschungsgruppe untersucht seltene Erkrankungen dieses Spektrums, insbesondere die Fanconi-Anämie, verschiedene Radiosensitivitätssyndrome sowie weitere Syndrome mit DNA-Reparatur-Defizienz. Ziel ist es, die molekularen Ursachen dieser Erkrankungen besser zu verstehen und diagnostische wie funktionelle Bewertungsstrategien weiterzuentwickeln.

Verbindung genetischer und funktioneller Forschung

Die Arbeiten der Gruppe verbinden genetische, funktionelle und methodische Forschungsansätze. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie pathogene Varianten in DNA-Reparaturgenen zentrale zelluläre Prozesse beeinflussen und dadurch zur Krankheitsentstehung beitragen.

Gleichzeitig entwickelt die Gruppe neue diagnostische und experimentelle Verfahren, um genetische Varianten funktionell zu charakterisieren und die Verbindung zwischen molekularem Befund und klinischer Interpretation zu stärken.

Funktionelle Charakterisierung von DNA-Reparaturdefekten

Ein zentraler Forschungsschwerpunkt liegt auf der funktionellen Aufklärung krankheitsverursachender Varianten in Genen der DNA-Reparatur.

Untersucht wird unter anderem, wie sich diese Veränderungen auf

  • Proteinstabilität,
  • Komplexbildung,
  • Signalweiterleitung
  • und subzelluläre Lokalisation

auswirken.

Mithilfe zellulärer Modellsysteme analysiert die Gruppe Genotyp-Phänotyp-Beziehungen und entwickelt mechanistische Erklärungen für unterschiedliche klinische Verläufe. Dadurch lassen sich auch Fragestellungen zu atypischen oder besonders schweren Krankheitsverläufen in kollaborativen Projekten gezielt untersuchen.

Neue diagnostische und experimentelle Methoden

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung neuer diagnostischer und experimenteller Ansätze. Dazu gehören unter anderem:

  • Long-Read-Sequenzierung zur verbesserten Analyse komplexer genetischer Veränderungen
  • zellbasierte Assays zur funktionellen Variantenbewertung
  • experimentelle Modelle zur Untersuchung tumorrelevanter DNA-Reparaturmechanismen

Darüber hinaus untersucht die Gruppe USP28 als potenzielles therapeutisches Ziel im Kontext gestörter DNA-Reparaturprozesse.

Insgesamt verfolgt die Forschung das Ziel, molekulare Mechanismen nicht nur grundlegend aufzuklären, sondern langfristig auch für verbesserte diagnostische und therapeutische Konzepte nutzbar zu machen.

Aktuelle Förderung

  • BMBF-ADDRess (01.05.2019–31.04.2026)

Ausgewählte Publikationen

Niewisch M, Dierolf M, Herba A et al. Unique Hematological Presentation of Patients with Biallelic Inactivation of FANCD1/BRCA2. Blood Advances, 2025.

Johnatty SE, Tudini E, Parsons MT et al. Analysis of BRCA1, BRCA2 and PALB2 related Fanconi anemia identifies scope to expand disease phenotypic features and predict breast cancer risk in heterozygotes. American Journal of Human Genetics, 2025.

Kuehl J, Xue Y, Yuan F et al. Genetic inactivation of FAAP100/FANCX causes Fanconi anemia. Journal of Clinical Investigation, 2025.

Paredes R, Batta K, Wiseman DH et al. BRCA2 Pre-mRNA Differential 5' Splicing: A Rescue of Functional Protein Properties from Pathogenic Gene Variants and a Lifeline for Fanconi Anemia D1 Patients. International Journal of Molecular Sciences, 2025.

Dutzmann CM, Spix C, Popp I, Kaiser M, Erdmann F, Erlacher M, Dörk T, Schindler D, Kalb R, Kratz CP. Cancer in Children With Fanconi Anemia and Ataxia-Telangiectasia-A Nationwide Register-Based Cohort Study in Germany. J Clin Oncol, 2022. 

Prieto-Garcia C, Hartmann O, Reissland M et al. Inhibition of USP28 overcomes Cisplatin-Resistance of Squamous Tumors by Suppression of the Fanconi Anemia Pathway. Cell Death and Differentiation, 2021.

Teammitglieder

Dr. rer. nat.
Reinhard Kalb

Forschungsgruppenleitung

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Labor

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FBREK

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