Der Forschungsschwerpunkt der Abteilung Vertebraten Genomik konzentriert sich auf die Vorhersagen über das Verhalten komplexer biologischer Systeme, durch eine Anwendung und Kombination von Technologien aus der Genetik, Genomik, Bioinformatik und Systembiologie, mit einem besonderen Schwerpunkt und langfristiger Orientierung auf die Systemmedizin.
Der Fokus liegt daher auf drei Forschungsthemen: (I) Technologie-Entwicklung, die die Grundlage für systematische Analysen der Biologie und Medizin auf einer genomweiten Ebene schafft, (II) die Analyse von regulatorischen Prozessen bei Mensch und Maus, die die Identifizierung von gestörten biologischen Netzwerken in Krankheitsfall untersucht und (III) die Anwendung dieses Ansatzes zur Lösung von medizinischen Problemen und Fragestellungen: Systemmedizin, mit dem Schwerpunkt in der Onkologie.
Das Leben ist in gewissem Sinne ein Rechenvorgang“. Der Organismus „berechnet“ den Phänotyp aus seinem Genom unter bestimmten Umweltumgebungen. Solche Vorgänge finden beispielsweise in Tumoren statt. Das Resultat ist ein entsprechendes Wachstum von Zellen in Tumoren und in den gesunden Geweben eines Patienten zu finden. Wenn wir einen Krebspatienten mit spezifischen Arzneimittel behandeln, versuchen wir diesen Rechenvorgang im Tumor zu verändern, um das Tumorwachstum zu verhindern, oder die Tumorzellen in den programmierten Zelltod (Apoptose) zu bringen, mit minimalen Auswirkungen auf die anderen Körperzellen des Patienten. Wenn wir etwas falsch machen (und in der Krebsbehandlung machen wir etwas falsch - im Durchschnitt fast bei drei Viertel der Patienten), wird der Patient am Ende immer neuere und teurere Medikamente benötigen, die wenig oder gar keine Wirkung auf den Tumor haben, aber in der Regel mehr oder weniger schwere Nebenwirkungen für den Patienten haben können. In der Krebsbehandlung geben wir sehr große Summen für teure Medikamente aus, die die Mehrheit der Patienten, die sie empfangen, kränker macht, als sie es ohne Behandlung sind. Es ist daher wichtig, die Ergebnisse bzw. die Wirkungen dieser Medikamente in verschiedenen Zelltypen des Patienten in Abwesenheit oder Anwesenheit der verschiedenen Medikamente und deren Therapiepotential mittels Computermodellen vorherzusagen (personalisierte Medizin, virtueller Patient).