Münster (mfm) - Für die Analyse der Erbmaterials werden seit etwa zwei Jahren schnelle und günstige Geräte des „Next Generation Sequencings“ (NGS) angeboten. Ein von der Universität Münster geleitetes Wissenschaftlerteam hat nun die Leistung dieser Maschinen evaluiert und ihre Fortentwicklung dokumentiert. Dafür untersuchte die Arbeitsgruppe, bestehend aus Forschern der Universitäten Bielefeld, Münster und Wien sowie vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven, drei Geräte: GS Junior (Hersteller: Roche; Titanium 400 Basen [b] Chemie), MiSeq (Illumina, 2x 150b & 2x 250b „Paired-end“-Verbrauchsmittel) und PGM (Ion Torrent; 100b, 200b, 300b & 400b Kits). Mittels NGS analysiert wurden bakterielle Genome. Alle Unterschiede zu einem hoch-qualitativen Referenzgenom wurden zusätzlich durch Sequenzierung nach traditionellem Sanger-Verfahren geprüft.
Seine Ergebnisse hat das Team in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“ publiziert. Danach zeigte das MiSeq ein starkes Marktdebüt mit sehr wenigen Substitutions- und gar keinen Insertions- und Deletions-(InDel)Fehlern auf Konsensusebene. Das GSJ hatte den bei weitem geringsten Sequenzierungsdurchsatz; sein Betrieb war deshalb deutlich teurer im Vergleich zu den beiden anderen. Das PGM hat sich nach Angaben der Autoren in den letzten zwei Jahren am schnellsten verbessert. Mit der aktuellen 300/400bp-Chemie ließen sich in der Konsensussequenz nur noch ein Subsitutions- und eine deutlich reduzierte Anzahl von InDel-Fehlern feststellen. Da diese InDel-Fehler systematisch sind - fast alle dieser Fehler befinden sich in Homopolymer-Regionen der Sequenz – lassen sie sich mit geeigneter Software korrigieren, erläutert der Letztautor der Studie, Prof. Dag Harmsen von der Universität Münster.
„Insbesondere die Qualität der de-novo-Assemblierung mit aktuellen Daten vom PGM und MiSeq ist außerordentlich gut. Daher erwarte ich, dass beide Plattformen bereits dieses Jahr bei einigen führenden Institutionen routinemäßig zur Überwachung von bakteriellen Infektionsgeschehen in der klinischen Mikrobiologie und im Gesundheitswesen eingesetzt werden“, so der Mediziner. „Es ist sehr schwierig, einen absolut fairen Vergleich von NGS-Maschinen durchzuführen. Wir halten jedoch die Analyse der Fehlerrate der Konsensussequenz für Endnutzer wesentlich informativer als die in der Vergangenheit häufig mit Rohdaten durchgeführte Fehlerauswertung“, ergänzt der Erstautor der Studie, Sebastian Jünemann vom Institut für Bioinformatik am Centrum für Biotechnologie der Universität Bielefeld.
Dag Harmsen Prognose: „Mit solch guten Sequenzierergebnissen verschiebt sich der Fokus von der Laborarbeit hin zur benutzerfreundlichen bioinformatischen Analyse“. Dies sei auch das Thema des EU-geförderten Projekts „PathoNGenTrace“, an dem Harmsen beteiligt ist. "Wir arbeiten an einfach nutzbaren Computerprogrammen, die die Lücke zwischen Daten und Wissen schließen können".

Publikation
Jünemann S, Sedlazeck FJ, Prior K, Albersmeier A, John U, Kalinowski J, Mellmann A, Goesmann A, von Haeseler A, Stoye J, Harmsen D (2013). Nature Biotechnology 31(4): 294–296 (2013) / doi:10.1038/nbt.2522.