Die CECAD Bioinformatics Facility arbeitet an der Analyse von molekularen Hochdurchsatzdaten in Modellsystemen und klinischen Fällen altersassoziierter Erkrankungen. Zu diesem Zweck verwenden wir einen integrierten Datenanalyseansatz, in welchem wir multiple OMICS-Datentypen mit phänotypischen und klinischen Daten verknüpfen. Unsere wissenschaftlichen Informationssysteme für die Hochdurchsatz-Datenanalyse und -integration haben die technischen Barrieren bei der Verwendung von Hochdurchsatzmethoden der neuesten Generation wesentlich reduziert und erleichtern somit Wissenschaftlern und Ärzten den Zugriff auf solche Technologien. Die Bioinformatics Facility verwendet eine IT-Infrastruktur bestehend aus Hochleistungsrechnern, Datenbanken und Web-Ressourcen, welche in Zusammenarbeit mit dem Regionalen Rechenzentrum der Universität zu Köln (RRZK) betrieben werden.
Service-Angebot: Die Bioinformatics Facility bietet Analysen von Next-Generation Sequencing (NGS)-Daten mit aktuellen Methoden an und verbindet dies mit der Zusage, innerhalb einiger Tage publikationsreife Ergebnisse zu liefern. Unsere Analysen basieren auf QuickNGS, einem hochskalierbaren NGS-Analysesystem, welches von der Gruppe selbst entwickelt wurde (Wagle et al., 2015). Es umfasst derzeit Pipelines für Analysen des Transkriptoms (RNA-Seq), des Epigenoms (ChIP-Seq), für die Vollgenom-Sequenzierung (WGS) sowie für WGS- und Exom-Analysen (WXS) von Tumorproben. Integrierte Analysen des Transkriptoms und Epigenoms können erstellt werden, wenn beide erforderlichen Datentypen verfügbar sind. Weiter gehende Analysen und Unterstützung bei der Publikation der Ergebnisse werden in individueller Absprache angeboten.
Wissenschaftliche Meilensteine: Die von der Bioinformatics Facility entwickelten hochskalierbaren QuickNGS-Analysepipelines wurden verwendet, um Daten aus bereits etwa 4000 Genom-, Transkriptom- und Epigenomanalysen auszuwerten. Durch diese Analysen konnte die Gruppe signifikante Beiträge zu vielen international beachteten Forschungsergebnissen leisten (siehe Publikationen). QuickNGS wurde von Wissenschaftlern in mehr als 15 Ländern heruntergeladen, um lokale NGS-Analyseinfrastrukturen aufzubauen. Aktuell durchläuft das System eine grundlegende Transformation in Richtung einer integrierten Multi-OMICS-Analyseplattform, welche geeignet ist, innerhalb kurzer Zeit umfassende Analysen mehrerer orthogonaler NGS-Datentypen des gleichen Ursprungsgewebes durchzuführen.
Zukunftspläne: Die Bioinformatics Facility wird ihre Arbeit in Richtung integrativer NGS- Analysen vertiefen, um einen Multi-OMICS-Sequenzieransatz bereits in der näheren Zukunft Realität werden zu lassen. Zusätzlich werden wir unsere Anstrengungen verstärken, komplexe mathematische Modelle auf die Analyse von regulatorischen Schaltkreisen bei altersassoziierten Erkrankungen anzuwenden. Schließlich planen wir, Methoden der Big Data-Analytik und künstlichen Intelligenz auf große in unserer Plattform prozessierte NGS-Datenvolumina anzuwenden. Dies wird die Wissenschaft von CECAD einen Schritt weiter in das digitale Zeitalter bringen und signifikante Strahlkraft zum Nutzen für Forschung und Gesundheit auch über das Cluster hinaus entfalten.
Our team covers a wide spectrum of expertise, offering high-quality consulting throughout the project lifecycle in both computational and biological aspects.
We analyze a broad range of omics data, including transcriptomics, proteomics, and metabolomics, in addition to integrating multiple omics layers. Specializing in a diverse array of NGS data applications, we provide comprehensive support for cutting-edge research, with a particular focus on modern single-cell technologies. Beyond analysis, our services include educational programs, such as R-courses, empowering researchers to independently analyze their data.
The lab operates an in-house software package which trains models of molecular regulatory networks by taking advantage of the large and ever increasing RNA-Seq/ChIP-Seq databases behind the QuickNGS framework. Integration of these networks with additional a-priori knowledge from public databases has established a very powerful tool for downstream analysis of RNA-Seq data from the labs within CECAD.
Looking forward, we aim to further elevate the standardization and efficiency of our bioinformatics workflows and to drive the development of integrative, multi-omics analysis techniques.
Our efforts to harness the latest methodologies for diverse data analysis purposes, our commitment to innovation and high-quality support, and our suite of services are set to empower scientists to transform their data into deep biological understanding. This positions the CECAD Bioinformatics Facility as an indispensable unit in advancing research on aging-associated diseases and beyond.