Bakterien: Gensequenzierung wird leistbar
Internationale Initiative zielt auf "Demokratisierung" ab - Arme Länder sollen Beitrag leisten
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Bakterium: Gensequenzierung entscheidend (Foto: pixelio.com, Matryx) |
Norwich (pte013/21.12.2021/10:30)
Ein weltweites Konsortium von Wissenschaftlern unter der Leitung des Earlham Institute https://www.earlham.ac.uk und der University of Liverpool https://www.liverpool.ac.uk haben einen bedeutenden Meilenstein in der Ausstattung von Forschern in Ländern mit niedrigem und mittleren Einkommen (LMICs) mit billigen und verfügbaren - für die Sequenzierung von großen Sammlungen bakterieller Krankheitserreger - geeigneten Verfahren erreicht. Die Kosten sollen dabei weniger als 10 US-Dollar, 8,9 Euro, betragen. In Zeiten in denen die weltweite genomische Überwachung des Coronavirus im Rampenlicht steht, ist es immer wichtiger geworden, dass Länder mittels kostengünstiger und rascher Whole-Genome-Sequenzierung (WGS) ihren Beitrag leisten können. Die in „Genome Biology" veröffentlichten Verfahren können auf große Sammlungen bakterieller Krankheitserreger angewandt werden und sollen die weltweiten Forschungskooperationen bei zukünftigen Pandemien stärken.
Im letzten Jahrzehnt hat WGS das Verständnis von mikrobiellen Epidemien revolutioniert. WGS Daten können für die Überwachung, funktionelle Genomik und die Erforschung der Entwicklung von Krankheitserregern und das Anregen von genombasierten Ansätzen in der öffentlichen Gesundheit und bei Forschern eingesetzt werden. Die Genomsequenzierung von Tausenden Mikroorganismen ist dabei kostenintensiv geblieben. Dafür waren vor allem Kosten in Verbindung mit dem Transport der Proben und die Erstellung von DNA-Bibliotheken verantwortlich. Gleichzeitig ist in den vergangenen Jahren die Notwendigkeit von Sammlungen von Genomsequenzen ständig angestiegen. Bis jetzt konnten großangelegte Projekte zum Genom von Bakterien weltweit nur von einer Handvoll von Institutionen durchgeführt werden. Mit der aktuellen Studie ist es den Forschern gelungen, diese Technologie weltweit für Labore zur Verfügung zu stellen.
Laut dem Studienautor Neil Hall sind 26 Jahren seit der ersten Sequenzierung eines bakteriellen Genoms vergangen. Heute sei es möglich, bakterielle Isolate in großem Umfang zu sequenzieren. Der Zugang zu dieser wegweisenden Technologie sei jedoch für Länder mit niedrigem und mittleren Einkommen nur eingeschränkt möglich. „Die Notwendigkeit der „Demokratisierung" dieses Bereichs hat uns dazu gebracht, gemeinsam mit Kollegen in wirtschaftlich gefährdeten Ländern eine neues Verfahrung zur Sequenzierung von Tausenden bakterieller Isolaten zu entwickeln.
[b]Salmonella enterica sequenziert[/b]
Die Forscher konzentrierten sich auf den Organismus Salmonella enterica. Dabei handelt es sich um einen Krankheitserreger mit globaler Bedeutung, der Infektionen und tödliche Krankheiten hervorruft. Diese großangelegte Initiative zur Sequenzierung wurde vom weltweiten 10.000 Salmonella genomes research consortium (10KSG) http://10k-salmonella-genomes.com geleitet an dem Wissenschaftler aus 16 Ländern teilnahmen. Das Ziel dieses Konsortiums ist es, genomische Daten für Länder mit niedrigen und mittleren Einkommen zugänglicher zu machen. Vor allem in Ländern südlich der Sahara sind die Sterblichkeitsraten aufgrund von Salmonella sehr hoch. Das Verstehen des genetischen Aufbaus von wesentlichen Sammlungen derartiger Bakterienstämme war von entscheidender Bedeutung. Das Projekt sequenzierte und analysierte 10.000 Salmonella Genome aus Afrika und Lateinamerika.
[b]Optimierung aller Verfahren[/b]
Der innovative WGS-Ansatz der Forscher zielte darauf ab, die großangelegte Erfassung und Sequenzierung von Bakterien zu optimieren. In weniger als einem Jahr konnte das genetische Material von mehr als 10.400 klinischen und ökologischen bakteriellen Isolaten aus LMICs gesammelt werden. Die von der University of Liverpool entwickelte Logistik-Pipeline wurde durch die Versendung der durch Hitze inaktivierten bakteriellen Isolate als Thermolysate unter Umgebungsbedingungen optimiert. So gelangten die Proben aus aller Welt nach Großbritannien. Anschließend wurden die Isolate am Earlham Institute sequenziert. Dabei wurde das LITE Protocol eingesetzt. Dabei handelt es sich um ein kostengünstiges, automatisiertes Verfahren mit einem niedrigen Input.
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