Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Geräte für Gen-Entschlüsselung verglichen

05.04.2013
Ergebnisse der Studie von Bielefelder Forschern und Kollegen erscheinen in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“

Wissenschaftler des Centrums für Biotechnologie (CeBiTec) der Universität Bielefeld haben zusammen mit Kolleginnen und Kollegen in Münster, Wien und Bremerhaven drei Geräte zur Entschlüsselung von DNA getestet.

Es handelt sich um eine neue Generation diese Geräte: Sie sind kleiner, schneller und günstiger als die bisherigen und eignen sich damit neben der biowissenschaftlichen auch für die medizinische Nutzung. Das renommierte Fachjournal „Nature Biotechnology“ veröffentlicht die Ergebnisse der Studie am heutigen Freitag (5. April). Das Magazin gehört zum Verlag des weltweit bekannten Wissenschaftsmagazins „Nature“.

Seit rund zwei Jahren gibt es sogenannte „Next Generation Sequencing“-Geräte (NGS) zur DNA-Entschlüsselung auch als Tischgeräte. Mit ihnen lassen sich Genomsequenzen von Bakterien ebenso bestimmen wie menschliche Gene, die an Erkrankungen beteiligt sind.

„Die Geräte verwenden auf Nanotechnologie basierende Entschlüsselungsverfahren. Daraus ergeben sich verschiedene Fehlerquellen, die den objektiven Vergleich solcher Geräte zu einer wissenschaftlichen Aufgabe machen“, sagt Dr. Jörn Kalinowski vom CeBiTec, der an der Studie beteiligt war. „Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Bioinformatik, die die genetischen Daten verarbeitet und vergleichbar macht.“

Das Forschungsteam hat NGS-Maschinen von drei verschiedenen Herstellern verglichen: „GS Junior“ von der Firma Roche, „PGM“ von Ion Torrent und „MiSeq“ von Illumina. Als Testmaterial nutzten die Wissenschaftler ein Bakterium – den Erreger der EHEC-Darminfektion (Escherichia coli O157:H7). Das Hauptergebnis: Die Studie zeigt den Autoren zufolge die grundsätzliche Eignung aller drei Geräte für eine schnelle und präzise klinische Untersuchung bakterieller Krankheitserreger.

Feine Unterschiede gibt es trotzdem: In ihrem Test zeigen die Wissenschaftler, dass die Geräte MiSeq und PGM am schnellsten sind. „Zu den üblichen Fehlern gehört, dass bei der Sequenzierung einzelne DNA-Bausteine ,dazuerfunden‘ oder gar nicht gelesen werden. Wir sprechen dann von Insertions- und Deletionsfehlern“, erklärt der Erstautor der Studie, Sebastian Jünemann vom Institut für Bioinformatik des CeBiTec. Von den drei untersuchten Geräten hat der MiSeq die wenigsten Insertions- und Deletionsfehler.
„Der dritte mögliche Fehler besteht darin, dass DNA-Bausteine falsch gelesen werden. Das sind Substitutionsfehler“, erklärt Jünemann. In diesem Bereich überzeugten die beiden Konkurrenzgeräte GS Junior und PGM, die im Vergleich weniger Substitutionsfehler verursachten. In der Praxis können allerdings bestimmte Fehlerarten ausgeglichen werden, weil bei der Entschlüsselung des Genoms einzelne Abschnitte mehrfach sequenziert werden, sagt Jünemann.

An der Studie waren neben der Universität Bielefeld auch die Universitäten Münster und Wien sowie das Alfred Wegner Institut in Bremerhaven beteiligt. Koordinator der Studie war Professor Dr. Dag Harmsen vom Universitätsklinikum Münster. Er erwartet, dass die drei getesteten Geräte aufgrund der positiven Ergebnisse „bereits dieses Jahr bei einigen führenden Institutionen routinemäßig zur Überwachung von bakteriellen Infektionsgeschehen in der klinischen Mikrobiologie und im Gesundheitswesen eingesetzt werden.“

Das CeBiTec gehört zum Forschungsschwerpunkt „Molekular- und Nanowissenschaften“ (Molecular and Nano Sciences) der Universität Bielefeld. In diesem breiten Feld hat sich die Universität mit einem fokussierten Profil an den Schnittstellen zwischen Physik, Chemie, Biologie und Bioinformatik national und international positioniert. Die aktuellen Forschungen reichen von Nanoschichten und Einzelmolekülprozessen bis hin zu bakteriellen, pflanzlichen und tierischen Zellen.

Originalveröffentlichung:
Sebastian Jünemann, Fritz Joachim Sedlazeck, Karola Prior, Andreas Albersmeier, Uwe John, Jörn Kalinowski, Alexander Mellmann, Alexander Goesmann, Arndt von Haeseler, Jens Stoye und Dag Harmsen), „Updating benchtop sequencing performance comparison“. Nature Biotechnology 31 (4), 5. April 2013: http://dx.doi.org/10.1038/nbt.2522

Kontakt:
Dr. Jörn Kalinowski, Universität Bielefeld
Centrum für Biotechnologie (CeBiTec)
Telefon: 0521 106-8756
E-Mail: joern.kalinowski@cebitec.uni-bielefeld.de

Sebastian Jünemann, Universität Bielefeld
Centrum für Biotechnologie (CeBiTec)
Telefon: 0521 106-4827
E-Mail: jueneman@cebitec.uni-bielefeld.de

Ingo Lohuis | idw
Weitere Informationen:
http://www.cebitec.uni-bielefeld.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Ab ins Ungewisse: Über das Risikoverhalten von Jugendlichen
19.01.2017 | Max-Planck-Institut für Bildungsforschung

nachricht Der Klang des Ozeans
12.01.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie

Vom Feld in die Schule: Aktuelle Forschung zu moderner Landwirtschaft für den Unterricht

23.01.2017 | Bildung Wissenschaft

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten