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NGS: Aktueller Stand,Herausforderungen und neue Entwicklungen

medizinischegenetik 2 - 2019
Wissenschaftliche Koordination: Hanno Bolz, Alexander Hoischen
Kurze Zusammenfassung
Wie im Falle der Array-CGH-Technik, kamen die unter next-generation sequencing (NGS) zusammengefassten Verfahren der Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung zunächst in der Forschung zum Einsatz – insbesondere mit dem Ziel der Identifizierung neuer Gene für monogene Erkrankungen – bevor sie eine technische Reife erreicht hatten, die ab etwa 2010 eine zunehmende Anwendung in der molekulargenetischen Routinediagnostik erlaubte. Einige Studien markieren Meilensteine, die schon früh eindrucksvoll das Potential von NGS demonstrierten: Zunächst wurde die neue Möglichkeit der simultanen Anreicherung und Sequenzierung oft noch auf Gene (bzw. i.d.R. ihre Exons) zuvor kartierter chromosomaler Kandidatenregionen angewendet. Solche jeweils maßgeschneiderten Ansätze, die immer projektspezifisch konfiguriert werden mussten, wurden schnell verlassen zugunsten umfassenderer Alternativen, bei denen auf Standardprodukte der Anbieter zurück gegriffen werden kann – die Anreicherung/Sequenzierung des gesamten Exoms (whole-exome sequencing, WES) oder Genoms (whole-genome sequencing, WGS). Durch den Vergleich der WES-Daten mehrerer nicht-verwandter Patienten mit Freeman-Sheldon-Syndrom konnte das bekannte Krankheitsgen, MYH3, zuverlässig identifiziert werden. Eine entsprechende Herangehensweise bei Patienten mit dem sporadisch auftretenden Schinzel-Giedion-Syndrom führte zur Identifikation heterozygoter Mutationen im Gen SETBP1 – dem ersten mittels WES gefundenen Gen für eine autosomal-dominant vererbte Erkrankung. Die Erkenntnis, dass es sich um Neumutationen der elterlichen Keimbahn handelte, trug maßgeblich dazu bei, dass man nachfolgend weitere mutmaßlich auf Neumutationen beruhende Erkrankungen nicht nur durch vergleichendes WES mehrerer Patienten, sondern vor allem durch den Abgleich ihrer WES-Datensatze mit denen der Eltern aufklarte. Da diese Trio- WES-Analysen nicht nur Neumutationen in Exons aufdecken, sondern bei autosomal-rezessiven Mutationen eine Segregationsanalyse bzw. sogar Haplotypisierung gestattet, ist ihre Anwendung insbesondere für sporadische Erkrankungsfalle und bei sinkenden Kosten immer attraktiver geworden. Zunehmend wurde auch die WGS Analyse für die Krankheitsgenidentifizierung herangezogen. Mehrere Studien zeigten, dass WGS hinsichtlich exonischer Sequenzen verlässlichere Ergebnisse liefert als WES. Darüber hinaus haben sich die NGS Techniken und -Plattformen stetig weiterentwickelt.
Schwerpunkt Bild
copyright Eugene /stock.adobe.com / Fotos: Hanno Bolz, Bildmontage: GfH, Brigitte Fiedler

Inhalt

NGS: Gestern, heute und morgen
Bolz Hanno, Hoischen Alexander Download PDF

Molecular diagnostics of Mendelian disorders via combined DNA and RNA sequencing
Prokisch Holger Download PDF

Long-read sequencing in human genetics
Kraft Florian, Kurth Ingo Download PDF

Next-Generation-Sequencing in der Epigenetik
Zeschnigk Michael, Horsthemke Bernhard Download PDF

Die Rolle seltener Varianten bei häufigen Krankheiten
Ludwig Kerstin, Degenhardt Franziska, Nöthen Markus Download PDF

Herausforderung der Varianteninterpretation am Beispiel des Long-QT-Syndroms (LQTS)
Marschall Christoph, Moscu-Gregor Alexander, Rost Imma Download PDF