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Betrachtung verschiedener Methoden zur DNA-Analyse Nun gibt es verschiedene Methoden um DNA aus Zellen zu analysieren „Letztlich gibt es dafür zwei Möglichkeiten“ sagt der Doktorand David Lähnemann von der Universität Duisburg-Essen Er ist Erstautor der Studie „Der eine Weg ist eine Probe mit sehr vielen Zellen zu verwenden und sie gesammelt auszuwerten Die Alternative ist eine geringe Zahl von Zellen sehr genau zu analysieren “ Beide Methoden haben ihre Vorund Nachteile Bei einer Probe mit sehr vielen Zellen wird die DNA gesammelt extrahiert und analysiert Seltene Mutationen bleiben dabei leicht unbemerkt und die Zellen lassen sich nicht in Beziehung zueinander setzen „Nimmt man aber Einzelzellen für die Analyse ist die Chance gering genau dabei eine seltene Mutation zu erwischen“ erläutert Lähnemann Bei der Einzelzellen-Variante muss zudem die DNA vervielfacht werden Dabei kann es zu Fehlern kommen die eine Mutation vorgaukeln während es sich in Wirklichkeit um einen Fehler beim Kopieren der DNA handelt „Zudem wird die DNA beider Chromosomen nicht gleich schnell abgelesen“ sagt der Wissenschaftler Dadurch kann es passieren dass ein Großteil der DNA in der Probe am Ende nur von einem Chromosom stammt – und eine entscheidende Mutation auf dem anderen Chromosom dadurch womöglich nicht erkannt wird Hohe Aussagekraft und schnelle Auswertung Um in den Daten so viele Mutationen wie möglich verlässlich zu finden hat das Team die Methode „ProSolo“ entwickelt Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus dass es Proben von Einzelzellen gemeinsam mit einer Sammelprobe analysiert Dabei werden statistische Verzerrungen und Fehler berücksichtigt und herausgerechnet „So können wir besser bewerten ob es sich beispielsweise um eine tatsächliche Mutation in der Einzelzelle oder um einen Kopierfehler der DNA bei der Vervielfachung handelt“ sagt Lähnemann Prosolo steht als Open-Source-Software zur Verfügung auf deren Code jeder Zugriff hat so dass alle die möchten sie anwenden oder auch bearbeiten können „Für alle Methoden in diesem Bereich sind sehr viele Rechenschritte notwendig“ sagt der Bioinformatiker „Bei der bisher besten Methode mussten diese Schritte alle nacheinander ausgeführt werden Mit Prosolo können wir jetzt so viele Rechenschritte parallel ausführen wie wir Prozessoren in einem Rechner zur Verfügung haben So können wir was sonst Wochen dauert auf wenige Tage verkürzen und auch große Datenmengen schnell auswerten “ Mit der Entwicklung der Methode und der Software ist die Kooperation der Forschenden noch nicht abgeschlossen Nun geht es konkret darum die Entstehung der Zellen des menschlichen Immunsystems zu untersuchen und besser zu verstehen „Wir hoffen dass wir damit einen Beitrag zur Krebsforschung und natürlich auch zur Behandlung leisten können“ sagt David Lähnemann Originalpublikation David Lähnemann Johannes Köster Ute Fischer Arndt Borkhardt Alice C McHardy Alexander Schönhuth Accurate and scalable variant calling from single cell DNA sequencing data with ProSolo November 2021 in Nature Communications https doi org 10 1038 s41467-021-26938-w Quelle Universität Bielefeld Life Sciences 45 www labo de 1-2 2022 David Lähnemann von der Universität Duisburg-Essen ist Erstautor der Publikation Das von ihm maßgeblich entwickelte Verfahren zeichnet sich dadurch aus dass es sowohl Proben von wenigen Einzelzellen als auch Proben mit sehr vielen Zellen analysiert Bild Till Hartmann