Funktionelle Genomanalysen mittels Next-Generation Sequencing (NGS)

Sequenzierungstechnologien der nächsten Generation

Next-Generation Sequencing (NGS) bezeichnet eine neuartige Technologie der Nukleinsäureanalytik. Im Gegensatz zu bisher bekannten Sequenzierungsverfahren können simultan mehrere hundert Millionen Fragmente in einer Probe sequenziert werden. Diese Hochdurchsatz- oder Parallelsequenzierungstechnologien haben gänzlich neue Dimensionen in der Nukleinsäureanalytik eröffnet und unzählige Forschungsfelder im Bereich der Life Sciences revolutioniert.

In unserer Arbeitsgruppe Functional Genomics nutzen wir die NGS-Technologie für ein breites Spektrum an Fragestellungen im wissenschaftlichen wie auch im anwendungsorientierten Bereich. Projekte umfassen beispielsweise die De-novo-Sequenzierung industriell oder medizinisch interessanter Bakterien- und Pilzstämme, Analysen der Transkriptionsprofile, Identifizierung relevanter Gene beispielsweise für die Früherkennung von Tumorerkrankungen und das Screening nach Biomarkern für die Diagnostik.

Besonders stolz sind wir darauf, in unserer Gruppe den kompletten Arbeitsablauf von der Probenvorbereitung über die Sequenzierung bis hin zur bioinformatischen Auswertung anbieten zu können.

Sequenzierer.
Sequenzierer.

Von der Probe bis zur vollständigen Analyse

Am Fraunhofer IGB haben wir einen dreistufigen Arbeitsprozess etabliert, der die Schritte der Probenaufbereitung und der Sequenzierung im Labor wie auch die abschließende, bioinformatische Analyse abdeckt.

Probenvorbereitung

Der erste Schritt besteht in einer an das Ausgangsmaterial und an die Fragestellung angepassten Probenaufbereitung. So wird für De-novo-Genomsequenzierungen unbekannter Organismen genomische DNA präpariert, während bei Transkriptomanalysen unterschiedliche RNA-Populationen (mRNA, smallRNA, ncRNA) untersucht werden.

DNA/RNA Extraktionen mithilfe mechanischen Cryo-Aufschlusses  aus verschiedensten Materialien möglich:

  • Pilze, Bakterien, Blut, Fermenter, tierisches und pflanzliches Gewebe.

Umfassendes Repertoire an spezifischen Protokollen je nach Fragestellung:

  • DNA: Whole Genome Shotgun (WGS), Amplikons, Enrichments.
  • RNA: polyA+, ncRNA, Strangspezifität, rRNA- und/oder Globin-Abreicherungen.
  • Einige Protokolle sind voll automatisch am Pipettierroboter Biomek FX durchführbar.
  • Individuelle Entwicklungen von neuen bzw. flexible Anpassungen von bestehenden Protokollen möglich.
Probenaufbereitung.
Probenaufbereitung.

Sequenzierung

Illumina Hochdurchsatz-Sequenzierplattform.
Beladung der Illumina Hochdurchsatz-Sequenzierplattform für die Sequenzierung.

In Abhängigkeit der Anwendung bestimmt die Wahl der Sequenziermethode die Lesetiefe und Fragmentlänge jeder einzelnen Sequenzierung.

Genomsequenzierungen  

  • De-novo
  • Resequenzierung
  • Metagenome

Transkriptomsequenzierungen

  • mRNA
  • small RNA
  • nc RNA
  • Bakterielle RNA
  • Metatranskriptome

Targeted Sequencing

  • 16S rDNA
  • Exome

Bioinformatische Analyse

Mithilfe einer leistungsstarken und für NGS optimierten IT-Infrastruktur am IGB können die sequenzierten Rohdaten schließlich für verschiedenste Anwendungen, wie Genexpressionsanalysen, Genomassemblies inklusive Annotation oder Metagenomanalysen, bioinformatisch ausgewertet werden. Darüber hinaus haben wir den Genom-Browser GeneScapes Viewer entwickelt, mit dem wir Sequenzdaten visualisieren können.

  • De-novo-Assemblierung
  • Annotation auf in-silico oder nach Wunsch auch auf experimenteller Basis mithilfe von RNA-Seq-Daten möglich
  • Mapping und Varianzanalysen
  • Differentielle Genexpressionsanalysen
  • Metagenom- und Metatranskriptomanalysen
  • Biomarker-Screening
Rechencluster.
Rechencluster.

Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot

Angebot

 

 

 

Für ein persönliches Angebot kontaktieren Sie uns bitte unter:

sequencing[at]igb.fraunhofer.de

 

 

 

 

Flyer Next Generation Sequencing

Probenvorbereitung und Auswertung.