In-vitro-Diagnostik

Die Gruppe In-vitro-Diagnostik steht für die Etablierung, Entwicklung und Verwertung diagnostischer Verfahren für biologische und medizinische Anwendungsgebiete. Dabei werden innovative Verfahren der Molekularbiologie, Biochemie und der Bioinformatik entwickelt, kombiniert und angewendet.

Die Technologie der Hochdurchsatzsequenzierung von Nukleinsäuren (Next-Generation Sequencing, NGS) stellt dabei eine der zentralen Technologieplattformen innerhalb des Innovationsfelds dar. So nutzen wir NGS für die De-novo-Sequenzierung von Bakterien und Pilzen, Transkriptionsprofilanalysen, die Identifizierung relevanter Gene und das Screening nach Biomarkern für die (personalisierte) Diagnostik verschiedener klinischer Indikationen.

Dazu steht selbstverständlich die entsprechende Hardware-Infrastruktur zur automatisierten Probenaufarbeitung, zur Hochdurchsatzsequenzierung sowie zur bioinformatischen Analyse komplexer Datenmengen für Kooperations- und Verbundprojekte sowie für Forschungsaufträge industrieller Kunden zur Verfügung. Damit hat das Innovationsfeld die Möglichkeit, komplette Workflows von der Probe (Klinik, Umwelt, Biotechnologie etc.) über die molekularbiologische Analyse (Hochdurchsatzsequenzierung) bis hin zur bioinformatischen Auswertung aus einer Hand anbieten zu können.

 

Arbeitsgebiete und Technologien

  • NGS-basierte Diagnostik
  • Präzisionsdiagnostik und Biomarker
  • Microbiomics
  • Umweltgenomics
  • Bioinformatics

Angebot und Anwendungen

 

Next-Generation Diagnostics

Trotz guter medizinischer Standards gibt es bei vielen Erkrankungen bis zum heutigen Tag nur unzulängliche diagnostische Verfahren. Wir nutzen die Technologie des Next-Generation Sequencing, um neue Biomarker für eine verbesserte Diagnostik von beispielsweise Prostatakrebs, COPD oder Infektionserkrankungen zu identifizieren.

 

Präzisionsdiagnostik
mikrobieller Resistenzen und Monitoring der
Resistenzentwicklung in der Umwelt

Mikrobielle Resistenzen gegen Antibiotika sind ein weltweites Problem. Das Verfahren des Next Generation Sequencing eröffnet neue Möglichkeiten zur Resistenzerkennung wie auch zum Monitoring von Resistenzen aus einer Vielzahl an biologischen Proben.

 

Genomics für die
industrielle und die Umweltbiotechnologie

NGS-Genomanalysen setzen wir ebenfalls zur Charakterisierung von Mikroorganismen für die weiße (industrielle) Biotechnologie ein. Darüber hinaus entwickeln wir Verfahren zur qualitativen und quantitativen Erfassung komplexer mikrobieller Metagenome und -transkriptome für die Umweltbiotechnologie.

Leistungsangebot

In unserer Arbeitsgruppe haben wir einen dreistufigen Arbeitsprozess etabliert, der die Schritte der Probenaufbereitung und der Sequenzierung im Labor wie auch die abschließende, bioinformatische Analyse abdeckt.

Die mittlerweile sehr umfangreiche Auswahl an Probenaufbereitungsprotokollen und bioinformatischen Auswertungsstrategien erschließt uns dabei Anwendungsgebiete, die von Sequenzierungen des humanen Erbmaterials mit Fokus auf der Früherkennung von Tumorerkrankungen, über De-novo-Genom- und De-novo-Transkriptomsequenzierungen biotechnologisch relevanter Produktionsstämme oder humanpathogener Erreger bis hin zu detaillierten Bestimmungen komplexer Bakterienpopulationen in Biozönosen (Metagenome) reichen.

Ausstattung

QIAcube (Qiagen); Qiasymphony

  • automatisierte Probenvorbereitung mit Qiagen Kits bis zu 12 Proben


Fragment Analyzer

  • Qualitätskontrolle und Quantifizierung von RNA und DNA


Biomek Fx (Beckman Coulter)

  • Pipettierautomatisierung – flexibel programmierbare Protokolle


NextSeq2000 (Illumina)

  • Hochdurchsatzsequenzierung im High-Throughput oder Rapid Mode vielfältige Kits zur Probenvorbereitung je nach Fragestellung

 

Oxford Nanopore Sequenzierung

  • Sequenzierung langer Nukleinsäurefragmente in Echtzeit 


HPC

  • High-Performance Rechencluster mit vier Recheneinheiten

Etablierte NGS-Technologien am Fraunhofer IGB

  • DNA/RNA-Extraktionen aus verschiedensten Materialien etabliert
    • Pilze und Bakterien aus Reinkultur oder Biozönosen
    • Tierisches und pflanzliches Gewebe (auch FFPE)
    • Blut-, Stuhl- und Umweltproben

 

  • Umfassendes Repertoire an spezifischen Protokollen verfügbar
    • DNA-Seq: Whole Genome Shotgun (WGS), 165 Amplikons, Enrichments
    • RNA-Seq: polyA+, small RNA, ncRNA, Strangspezifität, rRNA- und/oder Globin-Abreicherungen
    • Automatisierung am Biomek FX

 

Sequenzierung Illumina NextSeq 2000 Max. Leselänge Reads/
Flowcell
Kapazität/
Flowcell
Vorteile
High output run mode 2x150 Basen 1,1 Mrd 330 GB vielfältig einsetzbar,
hoher Durchsatz
Rapid run mode 2x150 Basen 400 Mio 120 GB schnelle Daten-
lieferzeiten

Wissenschaftliche Publikationen