Das RESIST-Team von Professorin Dr. Doris Steinemann und Professor Dr. Thomas Illig (rechts) ist stolz auf ein neues Großgerät: den BioNano Saphyr. Mit der Technologie können genetische Veränderungen erforscht werden, die Krankheiten zugrunde liegen und mit Sequenziertechnologien schwer zu erfassen sind. „Wir sind nun einer von sechs Standorten in Deutschland, an dem solche Genanalysen durchgeführt werden können. Wir laden alle in RESIST tätigen Forscherinnen und Forscher ein, mit uns zu kooperieren“, sagt Professorin Steinemann. Zunächst konzentriert sich das Team auf angeborene Immunschwächen. Ein wichtiges Ziel ist es, möglichst viele Menschen mit einer angeborenen Immunschwäche frühzeitig zu diagnostizieren und die genetischen Ursachen besser zu verstehen.
Die ersten zwölf Patientinnen und Patienten wurden bereits analysiert und verschiedene strukturelle Varianten identifiziert. Welche Varianten davon mit der Erkrankung zu tun haben, muss nun weiter verfolgt werden. Die Technik hat ein großes Potential für weitere Forschungsprojekte. „Es ist nun möglich, eine Vielzahl bisher diagnostisch ungelöster Fälle aus verschiedenen Krankheitsfeldern aufzuklären. Dabei ist die Analyse nicht auf menschliche DNA begrenzt, beispielsweise können auch bakterielle Proben untersucht werden“, erläutert Professor Illig.
Bei Interesse an einer Kooperation melden Sie sich gerne im MHH-Institut für Humangenetik bei Dr. Schieck und Professorin Dr. Steinemann.
„Im Grunde ist das BioNano ein hoch spezialisiertes Mikroskop zur Betrachtung von extrem langen Fragmenten chromosomaler DNA. Wir schauen uns damit jede Stelle im Genom bis zu 200 Mal an“, erläutert Dr. Maximilian Schieck (im Bild links, neben ihm steht die Doktorandin Rensheng Wan). Die neue Technik ist eine alternative Analysemethode für die Fälle, die mit den heutzutage üblichen Next-Generation-Sequencing-Technologien (NGS) nicht aufgeklärt werden konnten.
Mittels NGS können krankheitserregende Genvarianten aufgespürt werden. Dies gelingt jedoch nur bei – je nach Krankheit – einem kleinen Anteil der Patientinnen und Patienten. Gründe hierfür können sein, dass strukturelle Genvarianten der Krankheit zugrunde liegen. Mit der neuen Technik kann genomweit erfasst werden, ob zum Beispiel ein Gen doppelt vorliegt oder es an der richtigen Stelle im Genom liegt. Dazu werden zunächst langkettige DNA-Moleküle von durchschnittlich 275.000 Basenpaaren Länge aus Patientenproben isoliert, an bestimmten Sequenzen mit einem Farbstoff markiert, auf dem BioNano Saphyr abgebildet und dann mittels Software zu längeren Genomabschnitten zusammengesetzt. Dieses neu hergestellte Genom wird dann mit Referenzgenomen verglichen, um strukturelle Varianten ausfindig zu machen.
Das zweite Foto zeigt ein Analyseergebnis der BioNano- Technik: Dabei ist das Grundgerüst der DNA blau zu sehen und die spezifischen Erkennungssequenzen sind grün eingefärbt.