In einem heute online im renommierten Fachblatt Nature Medicine veröffentlichten Artikel berichtet eine Gruppe von Forschern des amerikanischen Primatenforschungszentrums Wisconsin National Primate Research Center darüber, wie sie eine neue Hochdurchsatzmethode zur Entschlüsselung einer der für das Immunsystem wichtigsten Regionen des Genoms verwendet haben. In der Studie benutzten sie die ultratiefe Sequenzierung mit dem Genome Sequencer FLX System von 454 Life Sciences, einer Tochterfirma von Roche (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY), um schnelle Genotypisierungen von Makaken (einer häufig als Modell verwendeten Affenart) anhand von MHC-Klasse-I-Sequenzen durchzuführen. MHC steht für den sogenannten Haupthistokompatibilitätskomplex (engl. Major Histocompatibility Complex), eine sehr genreiche Region des Genoms von Mensch und Affe, die eine entscheidende Rolle für das Immunsystem spielt. Robuste Methoden zur Genotypisierung sind notwendig für Untersuchungen der T-Zell-Antwort, beispielsweise für Forschungen zu Autoimmun- und Infektionskrankheiten, zur Transplantationsmedizin und für die Impfstoffentwicklung.
Anstrengungen zur Genotypisierung von Primaten unter Anwendung der bislang verfügbaren Technologien waren seit mehr als einem Jahrzehnt kaum von Erfolg gekrönt, da diese Region des Genoms bei Makaken äußerst komplex ist, selbst im Vergleich mit dem Menschen. Die Studie zeigt, dass das hochmoderne 454 Sequencing System dramatische Leistungsverbesserungen gegenüber traditionellen Sanger-Sequenziermethoden ermöglicht, da neue Genotypen entdeckt wurden, die bislang übersehen worden waren. In der ursprünglichen Studie konnten die Forscher aus Wisconsin mit einem einzigen Gerätelauf die MHC-Genotypen von 48 Affen charakterisieren. Sie konnten bei jedem Affen durchschnittlich 22 verschiedene MHC-Klasse-I-Transkripte identifizieren, was verdeutlicht, wie viel über das Immunsystem dieser wichtigen Modelltiere noch zu lernen ist.
"Eine umfassende MHC-Genotypisierung kann den Einsatz von Primaten in der Infektionsforschung und der Transplantationsforschung revolutionieren und außerdem hilfreich sein bei funktionellen Immunologiestudien.", erklärte Dr. Roger Wiseman vom Wisconsin National Primate Research Center, der Erstautor der Studie. "Die große Zahl an Reads mit langer Leseweite, die vom Genome -Sequencer -FLX -System generiert wird, ist von großer Wichtigkeit, um sehr ähnliche Allele unterscheiden zu können. Dies wird bei uns immer deutlicher, da wir jetzt Amplikons mit 500 Basenpaaren Länge generieren mit den Amplikon-Sequenzierungskits und der zugehörigen Software der GS -FLX -Titanium Reihe, die für uns schon vor der Markteinführung zur Verfügung standen."
Die bekanntesten Gene der MHC-Region sind die HLA-Gene (engl. human leukocyte antigen), die die Zelloberflächenproteine kodieren, mit denen zwischen eigenen Zellen und körperfremden Zellen und anderen Antigenen unterschieden wird. Der HLA-Genotyp ist besonders wichtig für die Zuordnung von Spendern und Empfängern bei Transplantationen, da jede Zelle, die einen fremden HLA-Typ an ihrer Oberfläche trägt, eine immunologische Abstoßungsreaktion auslöst.
Vielleicht das Spannendste an der Studie ist die Anwendung der Ergebnisse auf zukünftige immunologische Genotypisierungsprojekte beim Menschen. Die neue Sequenzierungsmethode bietet nicht nur die Möglichkeit zu sehr viel umfassenderen Genotypisierungen als die bisherigen Technologien, sondern kann sich auch als kostengünstigere Lösung erweisen. "Wenn man von dem Ertrag unserer Makakenstudien ausgeht, kann man vorhersagen, dass mit einem einzigen Lauf des Genome Sequencer FLX Systems die HLA-Klasse-I-Genotypen von Tausenden Menschen bestimmt werden könnten.", sagte Dr. David O'Connor, Seniorautor der Studie und Assistant Professor an der University of Wisconsin Madison. "Es kann durchaus sein, dass bald alle Gewebeproben in Spenderdatenbanken mit dem 454 Sequencing System analysiert werden."
"Diese Studie zeigt das gewaltige Potenzial des 454-Sequencing Systems für Veränderungen in der Art und Weise, mit der wir das Immunsystem und die T-Zell-Antwort in der humanmedizinischen Forschung untersuchen.", sagte Michael Egholm, Chief Technology Officer und Vizepräsident von Forschung und Entwicklung bei 454 Life Sciences. "Die schnelle MHC-Genotypisierung und die Analyse des VDJ-Antikörperrepertoires stellen zwei wichtige Wege dar, auf denen diese Technologie neue Möglichkeiten für die Immungenetik eröffnet."
Weitere Informationen zur 454 Sequencingr System finden Sie auf www.454.com.
(1) Wiseman et al. MHC genotyping with massively parallel pyrosequencing. (2009) Nature Medicine. (DOI 10.1038/nm.2038).
Das 454 Genome Sequencer FLX System wird nur für biowissenschaftliche Forschungszwecke verkauft.
454, 454 SEQUENCING, 454 LIFE SCIENCES und GS FLX TITANIUM sind Marken von Roche.
Anstrengungen zur Genotypisierung von Primaten unter Anwendung der bislang verfügbaren Technologien waren seit mehr als einem Jahrzehnt kaum von Erfolg gekrönt, da diese Region des Genoms bei Makaken äußerst komplex ist, selbst im Vergleich mit dem Menschen. Die Studie zeigt, dass das hochmoderne 454 Sequencing System dramatische Leistungsverbesserungen gegenüber traditionellen Sanger-Sequenziermethoden ermöglicht, da neue Genotypen entdeckt wurden, die bislang übersehen worden waren. In der ursprünglichen Studie konnten die Forscher aus Wisconsin mit einem einzigen Gerätelauf die MHC-Genotypen von 48 Affen charakterisieren. Sie konnten bei jedem Affen durchschnittlich 22 verschiedene MHC-Klasse-I-Transkripte identifizieren, was verdeutlicht, wie viel über das Immunsystem dieser wichtigen Modelltiere noch zu lernen ist.
"Eine umfassende MHC-Genotypisierung kann den Einsatz von Primaten in der Infektionsforschung und der Transplantationsforschung revolutionieren und außerdem hilfreich sein bei funktionellen Immunologiestudien.", erklärte Dr. Roger Wiseman vom Wisconsin National Primate Research Center, der Erstautor der Studie. "Die große Zahl an Reads mit langer Leseweite, die vom Genome -Sequencer -FLX -System generiert wird, ist von großer Wichtigkeit, um sehr ähnliche Allele unterscheiden zu können. Dies wird bei uns immer deutlicher, da wir jetzt Amplikons mit 500 Basenpaaren Länge generieren mit den Amplikon-Sequenzierungskits und der zugehörigen Software der GS -FLX -Titanium Reihe, die für uns schon vor der Markteinführung zur Verfügung standen."
Die bekanntesten Gene der MHC-Region sind die HLA-Gene (engl. human leukocyte antigen), die die Zelloberflächenproteine kodieren, mit denen zwischen eigenen Zellen und körperfremden Zellen und anderen Antigenen unterschieden wird. Der HLA-Genotyp ist besonders wichtig für die Zuordnung von Spendern und Empfängern bei Transplantationen, da jede Zelle, die einen fremden HLA-Typ an ihrer Oberfläche trägt, eine immunologische Abstoßungsreaktion auslöst.
Vielleicht das Spannendste an der Studie ist die Anwendung der Ergebnisse auf zukünftige immunologische Genotypisierungsprojekte beim Menschen. Die neue Sequenzierungsmethode bietet nicht nur die Möglichkeit zu sehr viel umfassenderen Genotypisierungen als die bisherigen Technologien, sondern kann sich auch als kostengünstigere Lösung erweisen. "Wenn man von dem Ertrag unserer Makakenstudien ausgeht, kann man vorhersagen, dass mit einem einzigen Lauf des Genome Sequencer FLX Systems die HLA-Klasse-I-Genotypen von Tausenden Menschen bestimmt werden könnten.", sagte Dr. David O'Connor, Seniorautor der Studie und Assistant Professor an der University of Wisconsin Madison. "Es kann durchaus sein, dass bald alle Gewebeproben in Spenderdatenbanken mit dem 454 Sequencing System analysiert werden."
"Diese Studie zeigt das gewaltige Potenzial des 454-Sequencing Systems für Veränderungen in der Art und Weise, mit der wir das Immunsystem und die T-Zell-Antwort in der humanmedizinischen Forschung untersuchen.", sagte Michael Egholm, Chief Technology Officer und Vizepräsident von Forschung und Entwicklung bei 454 Life Sciences. "Die schnelle MHC-Genotypisierung und die Analyse des VDJ-Antikörperrepertoires stellen zwei wichtige Wege dar, auf denen diese Technologie neue Möglichkeiten für die Immungenetik eröffnet."
Weitere Informationen zur 454 Sequencingr System finden Sie auf www.454.com.
(1) Wiseman et al. MHC genotyping with massively parallel pyrosequencing. (2009) Nature Medicine. (DOI 10.1038/nm.2038).
Das 454 Genome Sequencer FLX System wird nur für biowissenschaftliche Forschungszwecke verkauft.
454, 454 SEQUENCING, 454 LIFE SCIENCES und GS FLX TITANIUM sind Marken von Roche.
