Labor für Next-Generation-Sequencing (NGS)

Unser Aufgabenfeld:

Die neuesten Entwicklungen in der Sequenziertechnologie ermöglichen eine rasante Sequenzierung von ganzen Genomen. Dadurch können wir die genetischen Eigenschaften wie Antiobiotikaresistenzgene, oder Virulenzfaktoren in kürzester Zeit bestimmen. Auch Verwandtschaftsverhältnissen bei Ausbruchsgeschehen können nachgegangen werden.

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Unser Analysespektrum:

Die neuartige Technologie des Next Generation Sequencing lässt sich im Diagnostikbereich für diverse Fragestellungen einsetzen.

Metagenomanalyse: Ich habe eine Probe und finde mit Hilfe konventioneller diagnostischer Methoden einfach nichts. Dann kann diese Probe mit der NGS-Technologie untersucht werden. Dabei wird jegliche genetische Information der Probe ermittelt. Mittels speziellen bioinformatischen Verfahren kann dann versucht werden aus dieser gigantischen Menge an Informationen die für uns relevante herauszufinden. Mit Hilfe dieser Methode können auch neuartige, bisher unbekannte Erreger entdeckt werden.

Erregercharakterisierung mittels Vollgenomanalyse: Ich habe eine Probe und will alles über den Erreger wissen. Haben wir einen Erreger in Kultur, sei es ein Bakterium oder ein Virus, können wir die genetische Information des Erregers weitestgehend lesen und damit auf Charaktereigenschaften, wie zum Beispiel Antiobiotikaresistenzgene und Virulenzfaktoren schließen.

Verwandtschaftsverhältnisse mittels Vollgenomanalyse: Bei einem Ausbruchsgeschehen möchten wir gerne wissen woher es kommt und wohin es geht. Wir können die einzelnen Nachweise vergleichen und eventuell Aussagen über die Infektionsquelle und Verbreitung machen.

Abbildung 1: Probenvorbereitung für einen NGS-Lauf (Herstellung einer Library)

Abbildung 2: Sicherung der Probenqualität über die Konzentrationsbestimmung von RNA und DNA

Was tun wir im Labor?

Wir bekommen die unterschiedlichsten Proben mit den unterschiedlichsten Fragestellungen, meistens aus den anderen Laboren in unserem Haus.

Die Nukleinsäuren (DNA/RNA) werden isoliert um an die genetische Information zu gelangen. Es werden für jede Sequenzierung aus den aufgereinigten Nukleinsäuren „Bibliotheken“ hergestellt.

Da für die weitere Vorbereitung der Proben verschiedene Methoden nötig sind, ist unser hochtechnisiertes Labor mit den unterschiedlichsten Geräten ausgestattet. Auch die Qualität der Bibliotheken spielt eine herausragende Rolle und wird daher im Prozess ständig überprüft.

Mit der Generierung der Daten ist die Diagnostik aber nicht abgeschlossen. Durch das Sequenzieren werden große Mengen an Daten generiert, die nun durch bioinformatische „Pipelines“ und Programme bearbeitet werden um die relevanten Informationen herauszufiltern.

Der ganze Prozess kann bis zu einer Woche in Anspruch nehmen. In komplizierten Fällen auch mal mehrere Wochen.