Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sequenzierung einzelner Chromosomen möglich

25.01.2011
Mit einer neuen Methode lässt sich die DNA eines einzelnen Chromosoms bestimmen, was die Analyse individueller Genome erheblich verbessert. Zukünftig könnte damit sowohl die genetische Diagnose als auch die Erforschung der Entwicklungsgeschichte von Menschen aber auch von Pflanzen und Tieren erleichtert werden.

In den letzten drei Jahren hat sich die Zahl der sequenzierten Genome von einigen wenigen auf Hunderte erhöht. Zudem befinden sich Tausende in der Entwicklung. Doch obwohl diese Entwicklung erfreulich ist, fehlen bei allen entschlüsselten Genomen einige entscheidende Informationen.

Im Erbgut befinden sich von jedem Chromosom zwei Kopien, jeweils eine Kopie von mütterlicher und eine von väterlicher Seite. Genvariationen, die auf der Genkarte nebeneinanderliegen, können einerseits von einem Elternteil stammen, dann liegen die Sequenzen auf einem Chromosom. Die Variationen können jedoch auch von beiden Elternteilen abstammen. In diesem Falle liegen sie sowohl auf dem väterlichen als auf dem mütterlichen Chromosom. Mit den herkömmlichen Sequenzierungs-Methoden ließ sich bisher nicht unterscheiden, von welchem Chromosom die Genvariationen stammen. Zwei Teams von Wissenschaftlern haben nun Methoden entwickelt, um die Herkunft unterscheiden zu können.

Beide Teams haben Wege gefunden, diese sogenannten Haplotypen exakt zu bestimmen. Stephen Quake von der Stanford University entwickelte mit seinen Mitarbeitern eine Methode, Chromosomenpaare physikalisch zu trennen, sodass jeder einzelne DNA-Strang individuell entschlüsselt werden kann. Mithilfe der Mikrofluid-Technologie werden Zellen während einer spezifischen Phase des Zellzyklus gewonnen, wenn die zwei Kopien der Chromosomen getrennt vorliegen. Die Zelle wird dann aufgebrochen, die Chromosomen werden auf verschiedene Kammern des Mikrofluid-Chips verteilt, dort vervielfältigt und die DNA in jeder Kammer analysiert.

Jay Shendure von der University of Washington in Seattle sequenzierte dagegen die DNA einzelner Chromosomen aus speziell ausgewählten Datenbanken und setzte mit diesen Informationen das Genom anschließend zusammen. Da jeder DNA-Baustein von einer Hälfte eines Chromosomenpaars stammt, müssen alle genetischen Varianten innerhalb einer Sequenz auf demselben Chromosom liegen, so seine Überlegung.

Zukünftige Bedeutung

Die Bedeutung dieser haplotypen Informationen könnte zukünftig große Bedeutung für die Diagnose von Krankheiten und das Verständnis der genetischen Grundlagen ebenso wie für die genetische Erforschung der Stammesgeschichte haben. Durch die Möglichkeiten gezielt diagnostische Marker zu entwickeln, würden eine präzisere und vor allem eine beschleunigte Pflanzenzüchtung, z.B. bei der Entwicklung von krankheitsresistenten Sorten möglich.

Beide Methoden erhöhen im Moment die Kosten einer Genomsequenzierung, sodass ihre Einführung in routinierte Prozesse noch ungewiss erscheint. Die Basis für die Sequenzierung von Haplotypen wurde mit den beschriebenen Methoden geschaffen.

Quellen:
Jacob O Kitzman et al.: Haplotype-resolved genome sequencing of a Gujarati Indian individual, Nature Biotechnology, 29, 59–63 (2011), doi:10.1038/nbt.1740, 19 Dec. 2010 (Link)

Quake et al.: Whole-genome molecular haplotyping of single cells, Nature Biotechnology 29, 51–57 (2011), doi:10.1038/nbt.1739, 19 Dec. 2010

| Pflanzenforschung.de
Weitere Informationen:
http://www.pflanzenforschung.de/journal/ernaehrung/global/sequenzierung-einzelner-chromosomen-moeglich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt
16.10.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

nachricht Keimfreie Bruteier: Neue Alternative zum gängigen Formaldehyd
16.10.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise