Bernhard Horsthemke

Bernhard Horsthemke (* 16. Februar 1953 in Ahlen) ist ein deutscher Humangenetiker und Hochschullehrer an der Universität Duisburg-Essen.

Leben

Bernhard Horsthemke studierte von 1972 bis 1978 Chemie an der Technischen Universität Berlin und schloss 1978 das Studium mit einem Diplom in Chemie ab. Seine Doktorarbeit zum Thema Charakterisierung einer Luliberin spaltenden Endopeptidase fertigte er am Institut für Biochemie der Technischen Universität Berlin an und schloss diese mit der Promotion zum Dr. rer. nat. 1982 ab. Von 1982 bis 1984 arbeitete er als Postdoktorand am Institut für Biochemie an der Technischen Universität Berlin und von 1984 bis 1986 als Postdoktorand am Biochemistry Department an der St. Mary’s Hospital Medical School in London in England mit dem Schwerpunkt Gendefekte bei familiärer Hypercholesterinämie.

Bernhard Horsthemke leitete von 1986 bis 1992 das Molekulargenetische Labor des Instituts für Humangenetik an der Universität Essen. Seine Habilitation in Humangenetik erfolgte 1989 ebenfalls an der Universität Essen mit dem Thema Molekulare Charakterisierung und präklinische Diagnose von Mutationen bei hereditärem Retinoblastom. Von 1992 bis 2000 arbeitete er als Professor (C3) für Humangenetik an der Universität Essen. 2000 wurde Bernhard Horsthemke als Professor (C4) für Humangenetik an die Universität Duisburg-Essen berufen. Bernhard Horsthemke leitete von 2001 bis 2019 als Direktor das Institut für Humangenetik am Universitätsklinikum Essen. Zusätzlich war er von 2017 bis 2020 als Gastprofessor an der Universität Münster.

Wissenschaftliches Wirken

Der Hauptschwerpunkt Horsthemkes ist die Erforschung der Genetik und Epigenetik menschlicher Erkrankungen. Er hat auch die Entwicklung neuer Methoden vorangetrieben.

In der Humangenetik fanden insbesondere seine Arbeiten zum genomischen Imprinting der Prader Willi/Angelman Region auf Chromosom 15 international große Anerkennung. Aufbauend auf Untersuchungen an familiären Fällen von Imprintingerkrankungen gelang es Bernhard Horsthemke ein genetisches Element zu definieren, das Imprinting-Zentrum (IC), das die DNA-Methylierung, die Chromatinstruktur und die Genexpression dieser Region reguliert. Er fand heraus, dass Mutationen des Imprinting-Zentrums symptomlos über die Keimbahn eines Geschlechts übertragen werden können, bei der Ausbildung des Imprints in der Keimbahn des anderen Geschlechts jedoch Fehler verursachen. Zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragen hat Bernhard Horsthemke auch neue Technologien zum Nachweis von DNA-Methylierungsmustern eingesetzt und weiter entwickelt. Insbesondere der vom Team entwickelte, PCR basierte Test (MSP; Bisulfit-Sequenzierung) zur Diagnostik des Prader-Willi/Angelman Syndroms, der einen schnellen Nachweis der krankheitsspezifischen Methylierungsmuster erlaubte, fand über viele Jahre in der Routinediagnostik breite Anwendung.

Weiterhin befasste er sich intensiv mit der Rolle der DNA-Methylierung bei Tumorerkrankungen. Sehr früh erkannte er am Beispiel des Retinoblastoms, dass die Inaktivierung von Tumorsuppressorgenen, ein bedeutender Mechanismus der Tumorentstehung, nicht nur durch Sequenzmutationen, sondern auch durch somatische Promotor-Methylierung hervorgerufen werden kann.

Geleitet von seinem Interesse an der Epigenetik, insbesondere der DNA-Methylierung, gehörte er zu den Ersten, die die NGS Technologien (DNA-Sequenzierung#Sequenzierungsmethoden) nutzten, um genomweite Methylierungsanalysen an humanen Genomen durchzuführen. Für den punktuellen Nachweis von DNA-Methylierungsmustern entwickelte er zudem die ultra-tiefe, Locus-spezifische DNA-Methylierungsanalyse. Mit dieser Methode kann die DNA-Methylierung an einem vorgegebenen Lokus sehr präzise, quantitativ und allel-spezifisch bestimmt werden.

In den letzten Jahren hat er sich verstärkt in die wissenschaftliche Diskussion zur Rolle epigenetischer Veränderungen bei der Entstehung und Vererbung von Eigenschaften und Erkrankungen eingebracht. Er vertritt die Meinung, dass das Epigenom hauptsächlich durch die DNA-Sequenz und durch die Transkription geformt wird und kritisiert das weit verbreitete Missverständnis, dass Chromatinveränderungen eine eigene Ebene der Genregulation darstellen die über Generationen (transgenerationalen Vererbung beim Menschen) hinweg vererbt werden können. Auch auf methodische Mängel in epigenetischen Studien, wie beispielsweise mangelnde Berücksichtigung genetischer Variation und variabler Zellzusammensetzung, die zu Fehlinterpretationen führen können, hat er wiederholt hingewiesen.

Knapp die Hälfte aller Patienten mit einem Aderhautmelanom, dies ist ein bösartiger Tumor des Auges, zeigt in zytogenetischen Untersuchungen der Tumorzellen einen Verlust eines Chromosoms 3 (Monosomie 3). In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus anderen Disziplinen (Onkologie, Ophthalmologie und Epidemiologie) entdeckten Bernhard Horsthemke und Gabriele Prescher, dass diese zytogenetische Veränderung eine einzigartige prognostische Relevanz hat. Diese Entdeckung führte zur Entwicklung eines zuverlässigen prognostischen Tests, der in der klinischen Routine Verwendung findet und Aderhautmelanompatienten Auskunft über ihr Metastasierungsrisiko gibt.

Basierend auf der Annahme, dass Erkenntnisgewinn in der Wissenschaft häufig mit dem Einsatz neuer Technologien einhergeht, hat er sich intensiv mit der Entwicklung neuer Methoden beschäftigt. Viele Jahre vor Sequenzierung des Humangenoms, erregte er Aufsehen mit Mikroklonierungstechniken zur Gewinnung von DNA-Sonden aus kleinen, definierten Chromosomenbereichen, die per Mikrodissezierung aus gebänderten Metaphase-Chromosomen herausgeschnitten wurden. Hierfür hat er die weltweit erste universelle PCR-Methode entwickelt, mit der man DNA unbekannter Sequenz amplifizieren konnte. Mikroklonierungstechniken waren wesentlich für den Erfolg vieler anderer Arbeitsgruppen. In seiner eigenen Arbeitsgruppe war diese Methode essentiell für die Identifizierung der Gene, die ursächlich für eine Form der Disposition zu Multiplen Kartilaginäre Exostosen (EXT1) und für das Tricho-rhino-phalangeales Syndrom1 (TRPS1) sind.

Auszeichnungen

• 1984–1986 Stipendiat der European Molecular Biology Organisation (EMBO)
• 2004 Auszeichnung durch die Europäische Gesellschaft für Humangenetik (ESHG)
• 2004 Aufnahme in die Nationale Akademie der Wissenschaften LEOPOLDINA
• 2007 Dr. Claudia Benton Award for Scientific Research, Angelman Syndrome Foundation USA
• 2016 Ehrenmedaille und Ehrenmitgliedschaft der Deutschen Gesellschaft für Humangenetik

Belege