Die DNA-Sequenzierung dient dazu, die Reihenfolge der Nukleotidsequenz zu einem gegebenen DNA- Fragment zu bestimmen .
Die DNA-Sequenz enthält die Informationen, die Lebewesen zum Überleben und zur Fortpflanzung benötigen. Die Bestimmung dieser Sequenz ist daher sowohl für die Forschung, die darauf abzielt, das Leben von Organismen zu kennen, als auch für angewandte Themen nützlich. In der Medizin kann es verwendet werden, um genetische Krankheiten und Virologie zu identifizieren, zu diagnostizieren und möglicherweise Behandlungen zu finden . In der Biologie ist das Studium von DNA-Sequenzen zu einem wichtigen Werkzeug zur Klassifizierung von Arten geworden .
Die DNA-Sequenzierung wurde in der zweiten Hälfte der 70er Jahre erfunden.2 Methoden wurden unabhängig voneinander entwickelt, eine von Walter Gilberts Team in den Vereinigten Staaten und die andere von Frederick Sanger (1977) in Großbritannien . Diese beiden Methoden basieren auf diametral entgegengesetzten Prinzipien: Der Sanger-Ansatz ist ein Verfahren durch selektive enzymatische Synthese , während der von Maxam und Gilbert ein Verfahren durch selektiven chemischen Abbau ist . Für diese Entdeckung erhielten Gilbert und Sanger 1980 den Nobelpreis für Chemie .
Sangers Methode erforderte zunächst die Verfügbarkeit von einzelsträngiger DNA, die als Matrize für die enzymatische Synthese des Komplementärstrangs diente. Aus diesem Grund ist der erste biologische Organismus, dessen Genom 1977 sequenziert wurde, das Bakteriophagenvirus φX174 . Dieses Virus hat die Eigenschaft, ein Genom aus einzelsträngiger DNA zu besitzen, die in das Viruspartikel eingekapselt ist.
In den letzten 25 Jahren hat sich die Sanger-Methode dank mehrerer wichtiger technologischer Fortschritte weit entwickelt:
Das Verfahren von Maxam und Gilbert erfordert toxische chemische Reagenzien und bleibt hinsichtlich der Größe der DNA-Fragmente, die es analysieren kann, begrenzt (<250 Nukleotide). Seine Verwendung ist weniger einfach zu roboterisieren, aber jetzt vertraulich.
Dieses Verfahren wird herkömmlicherweise verwendet, um eine Kleinpunktsequenzierung durchzuführen. Um ein ganzes Genom zu sequenzieren, wird stattdessen die Sequenzierung der nächsten Generation verwendet. Das Prinzip dieses Verfahrens besteht darin, die Polymerisation von DNA unter Verwendung eines kleinen Oligonukleotids (Primers) zu initiieren, das zu einem Teil des zu sequenzierenden DNA-Fragments komplementär ist. Die Verlängerung des Primers erfolgt durch das Klenow-Fragment (eine DNA-Polymerase I ohne 5' → 3'-Exonuklease-Aktivität) und wird durch thermostabile DNA-Polymerasen aufrechterhalten , die für die PCR verwendet werden . Die vier Desoxyribonukleotide (dATP, dCTP, dGTP, dTTP) werden hinzugefügt, sowie eine geringe Konzentration eines der vier Didesoxyribonukleotide (ddATP, ddCTP, ddGTP oder ddTTP).
Diese Didesoxyribonukleotide wirken als Kettenabbrecher-„Gifte“: Einmal in den neu synthetisierten Strang eingebaut, verhindern sie eine weitere Verlängerung, da sie kein 3'-OH-Ende haben (nur ein Wasserstoffatom statt des Hydroxyls). Diese Terminierung findet spezifisch auf der Ebene der Nukleotide statt, die dem in die Reaktion eingebauten Didesoxyribonukleotid entsprechen. Zur vollständigen Sequenzierung desselben DNA-Fragments wird diese Reaktion viermal parallel mit den vier verschiedenen Didesoxyribonukleotiden wiederholt.
Bei der Reaktion, bei der ddGTP zugegeben wurde, stoppt die Synthese beispielsweise auf der Ebene von G. Bei der Reaktionsmischung, die sowohl dGTP als auch wenig ddGTP enthält, erfolgt die Termination statistisch abhängig davon, ob die DNA-Polymerase eines dieser Nukleotide verwendet. Dies führt zu einer Mischung von DNA-Fragmenten mit zunehmender Größe, die alle an einem der Gs in der Sequenz enden. Diese Fragmente werden dann durch Elektrophorese auf einem Polyacrylamidgel aufgetrennt , wodurch es möglich ist, die Position der Gs in der Sequenz zu identifizieren.
Die so synthetisierten Fragmente werden durch Einbau eines Tracers in die synthetisierte DNA nachgewiesen. Anfangs war dieser Tracer radioaktiv; heute werden fluoreszierende Tracer verwendet, die entweder an das Oligonukleotid oder an das Didesoxyribonukleotid angeheftet sind.
Dieses Verfahren basiert auf einem chemischen Abbau von DNA und nutzt die unterschiedlichen Reaktivitäten der vier Basen A, T, G und C, um selektive Spaltungen zu erzielen. Durch die Rekonstruktion der Schnittreihenfolge können wir zur Nukleotidsequenz der entsprechenden DNA zurückkehren. Diese chemische Sequenzierung kann in sechs aufeinanderfolgende Schritte unterteilt werden:
Die Kenntnis der Struktur eines Genoms in seiner Gesamtheit kann durch seine Sequenzierung erfolgen. Bei der Größe von Genomen von mehreren Millionen Basen (oder Megabasen) ist es jedoch notwendig, molekularbiologische Ansätze mit denen der Informatik zu koppeln, um eine so große Datenmenge verarbeiten zu können.
Zwei Hauptprinzipien der Sequenzierung des gesamten Genoms werden verwendet. In beiden Fällen wird die genomische DNA zunächst durch enzymatische ( Restriktionsenzyme ) oder physikalische ( Ultraschall ) Methoden fragmentiert :
Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Prinzipien besteht darin, dass die hierarchische Sequenzierung versucht, einen Satz großer Klone (~ 100 kb) auszurichten, während bei der Gesamtmethode das gesamte Genom in kleine Fragmente reduziert wird, die sequenziert und dann ausgerichtet werden.
Nach der Extraktion wird die genomische DNA durch Beschallung in Fragmente von 50 bis 200 kb geschnitten und dann in einen geeigneten Vektor wie bakterielle künstliche Chromosomen oder BAC kloniert . Die Anzahl der Klone sollte eine Abdeckung des 5- bis 10-fachen der Gesamtlänge des untersuchten Genoms ermöglichen. Die Überlappung und Anordnung der Klone erfolgt entweder durch Hybridisierung spezifischer Sonden oder durch Analyse der Restriktionsprofile oder häufiger durch eine Anordnung nach Sequenzierung und Hybridisierung der Enden der BACs. Nach der Bestellung der Klone werden diese einzeln fragmentiert und sequenziert und dann durch bioinformatisches Alignment zusammengesetzt.
Die Vorteile dieser Methode sind eine einfachere Montage der Fragmente dank der Überlappung der BACs, die Möglichkeit, die Fragmente mit den verfügbaren Datenbanken zu vergleichen, und die Möglichkeit, die Sequenzierungsarbeit zwischen mehreren Labors zu teilen, von denen jedes die Verantwortung trägt chromosomale Region.
Der Hauptnachteil ist die Schwierigkeit, Fragmente zu klonen, die wiederholte Sequenzen enthalten, die in bestimmten Genomen, wie denen von Säugetieren, sehr häufig vorkommen, was die endgültige bioinformatische Analyse erschwert.
Es ist eine Methode der genomischen DNA- Sequenzierung, die ursprünglich Ende der 1970er Jahre im Labor von Frederick Sanger in Cambridge entwickelt wurde, um die ersten Genome von Viren zu sequenzieren.
Diese Methode wurde von Craig Venter für die Sequenzierung großer Genome, insbesondere innerhalb der Firma Celera Genomics, populär gemacht . Die erste Anwendung war die Sequenzierung bakterieller Genome, dann des Drosophila- Genoms und schließlich des menschlichen und murinen Genoms . Um eine vollständige Genomsequenzierung unter Verwendung dieser Technik durchzuführen, werden zwei bis drei Bibliotheken hergestellt, die aus zufälligen Fragmenten genomischer DNA bestehen. Zwischen den Bibliotheken unterscheiden sich die Fragmente sowohl in der Größe als auch in der Lokalisation auf dem Genom . Aus diesen Bibliotheken werden viele Klone sequenziert und dann zusammengesetzt. Die Gesamtsequenz wird erhalten, indem alle Bibliotheken mit bioinformatischen Werkzeugen verarbeitet werden, indem die Fragmente unter Verwendung der überlappenden Sequenzen ausgerichtet werden.
Die Vorteile gegenüber der Sequenzierung durch hierarchische Sequenzierung sind die Geschwindigkeit der Technik und niedrigere Kosten. Der Nachteil besteht darin, dass die Computerverarbeitung es nicht ermöglicht, Fragmente mit großen sich wiederholenden Sequenzen, die häufig in den Genomen von Säugetieren vorhanden sind, auszurichten .
Diese Methode wird allgemein als Schrotflinte (abgesägte Schrotflinte) oder Whole Genome Shotgun (WGS) bezeichnet. Diese Metapher veranschaulicht die zufällige Natur der anfänglichen Fragmentierung der genomischen DNA: Das gesamte Genom wird besprüht, ein bisschen wie die Pellets dieser Art von Schusswaffe.
Die Sequenzierung durch Hybridisierung basiert auf der Verwendung von DNA-Chips, die mehrere Hundert (für die Chips der ersten Generation) bis mehrere Tausend Oligonukleotide enthalten. Die zu analysierende DNA wird in mehrere Fragmente geschnitten, die dann auf dem Chip inkubiert werden, wo sie mit den Oligonukleotiden hybridisieren, zu denen sie komplementär sind. Das Auslesen des Chips (der Nachweis hybridisierter Oligonukleotide) ermöglicht es, das Spektrum der DNA-Sequenz zu erhalten , dh ihre Zusammensetzung in Teilsequenzen von n Nukleotiden, wobei n die Größe der Sonden auf dem verwendeten Chip ist. Die Computerverarbeitung des Spektrums ermöglicht es dann, die gesamte Sequenz zu rekonstruieren.
eine Adaption von Sangers Technik, die Fluoreszenz anstelle von Radioaktivität verwendet . Die eingebauten Didesoxynukleotide sind spezifisch mit fluoreszierenden Molekülen oder „ fluorochromen “ Fluorophoren (ddATP-JOE, ddCTP-5-FAM, ddGTP-TAMRA und ddTTP-ROX) markiert.
Die Sequenzreaktion wird durch PCR durchgeführt . Die Taq-Polymerase führt eine Verlängerung bis zum Einbau eines fluoreszenzmarkierten Didesoxynukleotids durch. Die synthetisierten Fragmente werden dann durch Elektrophorese getrennt .
Eine automatische Vorrichtung nimmt die Sequenzreaktion auf und injiziert sie in eine Kapillare, die ein Polyacrylamid- Polymer enthält . Während der Migration erkennt ein optisches Lasersystem die Fluoreszenz, die vor dem Laserfenster vorbeigeht und vom ddNTP emittiert wird, das das Fragment unter Anregung beendet (grünes Licht für JOE „ddATP“, blaues Licht für 5-FAM „ddCTP“, gelb für TAMRA "ddGTP" und rot für ROX "ddTTP".
Durch Auftrennen dieser Moleküle durch Elektrophorese nach ihrer Größe kann man die aufeinanderfolgenden Buchstaben lesen, die in Form von Kurven auf einem Elektropherogramm (oder Fluorogramm ) erscheinen, dessen Fluoreszenz der Basis dieses terminierenden ddNTP entspricht. Eine Analysesoftware ermöglicht es, die Übereinstimmung zwischen den Fluoreszenzkurven und dem eingebauten Nukleotid herzustellen.
Die Informationen werden elektronisch aufgezeichnet und die interpretierte Sequenz in der Datenbank des Computers gespeichert . Diese Art der Sequenzierung wird als hoher Durchsatz bezeichnet, da viele Sequenzen gleichzeitig ausgeführt werden können. Tatsächlich können gemäß den Sequenzermodellen 1, 6, 12 oder sogar 36 Kapillaren parallel arbeiten, da der Automat nacheinander 96 Reaktionen von Sequenzen, die in einer Platte enthalten sind, in jede der Kapillaren injizieren kann. Die Wiedergabelänge beträgt ungefähr 1 KB pro Sequenz. Die Zeit für einen Durchlauf einer Sequenz beträgt etwa 10 Minuten. In einer Nacht kann der Sequenzer mit 12 Kapillaren automatisch den Messwert von 1 Mb erhalten.
Vergleich der Sequenzierungsmethoden der nächsten Generation| Methode | Leselänge | Präzision | Lesen aus Erfahrung | Zeit erleben | Kosten pro 1 Million Basen (in US-Dollar $) | Leistungen | Nachteile |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Einzelmolekülsequenzierung in Echtzeit (Pacific Biosciences) | 10.000 bp bis 15.000 bp im Durchschnitt (14.000 bp N50); maximale Leselänge > 40.000 Basen | 87% | 50.000 pro Zelle oder 500–1000 Megabasen | 30 Minuten bis 4 Stunden | $ 0,13 – $ 0,60 | lange Lesungen. Schnell. Erkennt 4mC, 5mC, 6mA | mäßiger Durchfluss, Ausrüstung kann sehr teuer sein |
| Ionenhalbleiter ( Sequenzierung Ion Torrent ) | bis zu 400 bp | 98% | bis zu 80 Millionen | 2 Stunden | $ 1 | das billigste, schnelle Gerät | Homopolymerfehler |
| Pyrosequenzierung ( 454 ) | 700 bp | 99,9% | 1 Million | 24 Stunden | $ 10 | langes, schnelles Lesen | das Experiment ist teuer, Homopolymerfehler |
| Sequenzierung durch Synthese (Illumina) | 50 bis 300 bp | 99,9% | bis zu 6 Milliarden | 1 bis 11 Tage | $ 0,05 bis $ 0,15 | Hohes Sequenzdurchsatzpotenzial, je nach Sequenzermodell und gewünschter Anwendung | Ausrüstung kann sehr teuer sein. Erfordert hohe DNA-Konzentrationen. |
| Ligationssequenzierung (SOLiD-Sequenzierung) | 50 + 35 oder 50 + 50 bp | 99,9% | N / A | 20 Minuten bis 3 Stunden | 2400 $ | lange Lesungen. Nützlich für viele Anwendungen. | Teurer und unbequemer für große Sequenzierungsprojekte. Dieses Verfahren erfordert auch Zeit für den Plasmidklonierungs- oder PCR-Schritt. |
| Nachname | Anzahl Maschinen (weltweit) |
|---|---|
| Illumina HiSeq 2000 | 5490 |
| Illumina Genom-Analysator 2x | 411 |
| Felsen 454 | 382 |
| ABI SOLID | 326 |
| Ionen-Torrent | 301 |
| Illumina MiSeq | 299 |
| Ionen Proton | 104 |
| Pazifische Biowissenschaften | 50 |
| Oxford Nanopore MinION | 14 |
| Illumina NextSeq | 3 |
Die Nanopore-Sequenzierung ist eine seit 1995 in Entwicklung befindliche Methode zur DNA-Sequenzierung.
Eine Nanopore ist einfach ein kleines Loch mit einem Innendurchmesser in der Größenordnung von 1 Nanometer. Einige poröse Transmembran-Zellproteine wirken wie Nanodrähte, Nanoporen wurden auch durch Ätzen eines etwas größeren Lochs (mehrere zehn Nanometer) in ein Stück Silizium hergestellt.
Die Theorie hinter der Nanoporen-Sequenzierung ist wie folgt: Wenn eine Nanopore in eine leitfähige Flüssigkeit eingetaucht und ein Potential (Spannung) daran angelegt wird, kann ein elektrischer Strom aufgrund der Leitung von Ionen durch die Nanopore beobachtet werden. Die Stromstärke ist sehr empfindlich gegenüber der Größe und Form der Nanopore. Wenn einzelne Nukleotide (Basen), DNA-Stränge oder andere Moleküle durch oder in der Nähe der Nanopore passieren, kann dies zu einer charakteristischen Änderung der Stromstärke durch die Nanopore führen.
Früh in der zweiten Hälfte des XX - ten Jahrhundert wurde das Verhältnis der Humanmedizin noch durch den Willen beherrscht und zur Heilung von Krankheiten und verschiedenen Gefahren für die Organisation zu verstehen. Das Verständnis der Funktionsweise hat sich jedoch in den letzten Jahrzehnten insbesondere durch die Verbesserung und das Aufkommen verschiedener Techniken stark vertieft. Das eigentliche Konzept der Gesundheit, das damals eher die Abwesenheit von Pathologie bedeutete, wurde natürlich neu definiert, um von nun an eher ein Gefühl des allgemeinen Wohlbefindens eines Individuums, sowohl körperlich als auch moralisch, zu bedeuten. So wurden neue kommerzielle Strategien demokratisiert, um jedem Einzelnen die Möglichkeit zu geben, für seine eigene körperliche Unversehrtheit zu sorgen. (Arzneimittel ohne ärztliche Verschreibung, gesunde Ernährung usw.).
Die DNA-Sequenzierung ist eine Technik, die im Mittelpunkt dieser Neudefinition des Gesundheitsbegriffs und der Beziehung zu „Lebenden“ im Allgemeinen steht, da sie eine optimale und personalisierte Behandlung für jeden Menschen vorschlägt. Der Markt für genetische Daten hat sich sehr schnell entwickelt und viele Investitionen seit seiner Gründung haben die Preise stark fallen lassen.
Die erste vollständige Sequenzierung eines menschlichen Genoms wurde 2003 abgeschlossen und erforderte etwa zehn Jahre Arbeit mit einer Gesamtinvestition von 2,7 Milliarden US-Dollar. Zu dieser Zeit wurde die Sanger-Methode noch stark verwendet, um die etwa 3 Milliarden Nukleotidpaare zu entschlüsseln, aus denen unsere DNA besteht. Es entstanden dann viele Projekte (insbesondere 1000 Génomes , ENCODE …) und neue Maschinen (oben erwähnt) wurden mit dem Ziel entwickelt, für weniger als 1000 Dollar die komplette Sequenz eines menschlichen Genoms zu generieren. Mit der Verbesserung der Sequenzierungsmethoden wurde der Preis für die Teilsequenzierung eines menschlichen Genoms in hoher Qualität im Jahr 2006 auf 14 Millionen US-Dollar geschätzt, relativ weniger teuer im Vergleich zum 2003 abgeschlossenen Projekt. Ende 2015 war der Preis für die Generierung eines Single Streak lag bei rund 1.500 US-Dollar.
Mit dem Erscheinen dieser neuen, viel effizienteren Methoden, die unter dem Akronym NGS zusammengefasst werden , schneller und kostengünstiger sind, ist der DNA-Sequenzierungsmarkt explodiert und viele Anwendungen in verschiedenen Bereichen sind heute verfügbar. Einige Unternehmen wie Illumina bieten jetzt einen DNA-Sequenzierungsservice an, der für Einzelpersonen finanziell zugänglich ist.
DNA- Sequenzierung kann verwendet werden, um die Sequenz einzelner Gene, großer genetischer Regionen, kompletter Chromosomen oder ganzer Genome eines beliebigen Organismus zu bestimmen. Die DNA-Sequenzierung ist in vielen Bereichen der Biologie und anderer Wissenschaften wie der Medizin, der Forensik oder der Anthropologie zu einer Schlüsseltechnologie geworden .
In der Molekularbiologie ermöglicht die Genomsequenzierung die Untersuchung von kodierten Proteinen , Forscher identifizieren Veränderungen in Genen und assoziieren sie mit bestimmten Krankheiten, um potenzielle Medikamente gezielt einzusetzen.
Die Sequenzierung hat es ermöglicht, den genetischen Ursprung bestimmter Krebsarten zu verstehen , die durch die Anhäufung von Mutationen in kritischen Genen entstehen, die die normalen Programme der Zellproliferation, -differenzierung und -tod verändern. Die RAS-RAF-MEK-ERK-MAP- Kinase beinhaltet zelluläre Antworten auf Wachstumssignale und bei etwa 15% der menschlichen Krebserkrankungen ist das RAS-Gen mutiert, was eine onkogene Form verursacht.
Da DNA ein informatives Makromolekül in Bezug auf die Übertragung von Generation zu Generation ist, wird die DNA-Sequenzierung in der Evolutionsbiologie verwendet, um zu untersuchen, wie verschiedene Organismen in Beziehung stehen und wie sie sich entwickelt haben, basierend auf gemeinsamen Studien zwischen Paläogenetikern und Anthropologen. Die Analyse der DNA von menschlichem Gewebe, hauptsächlich Knochen- und Zahngewebe, das in Nekropolen vergraben ist, ermöglicht es, Haplogruppen zu definieren und ihren biogeographischen Ursprung sowie die Migrationsrouten, die sie vor Hunderten oder Tausenden von Jahren genommen haben könnten, abzuschätzen, um zu vergleichen ihre genetischen Merkmale mit denen aktueller Populationen zu vergleichen oder einige ihrer körperlichen Merkmale festzustellen. Aufgrund des Preisverfalls der Genomsequenzierung bieten Unternehmen der Öffentlichkeit als kostenpflichtigen Service an, die Herkunft einer Person anhand eines einfachen Kits für den Heimgebrauch zu verfolgen.
Medizinische Genetiker können bei Patienten Gene sequenzieren, um festzustellen, ob ein Risiko für genetische Erkrankungen besteht. Es ist eine Untersuchung der genetischen Merkmale der Person. Die Diagnose ist in der Regel prä- oder postnatal. Beispielsweise kann die Pränataldiagnostik eine Erbkrankheit erkennen, die für eine schwere Behinderung oder Verhaltens- und psychische Störungen verantwortlich ist, und den Eltern, deren Kind diagnostiziert wurde, die Wahl lassen, ob sie die Schwangerschaft fortsetzen möchten oder nicht. Informationen über genetische Variationen ( Einzelnukleotidpolymorphismen ) leiten auch das therapeutische Management und ermöglichen eine genetische Beratung für Familienmitglieder.
Die Untersuchung genetischer Merkmale erfolgt zunehmend durch High Throughput DNA Sequencing (NGS). Im Allgemeinen werden derzeit eher nur die kodierenden Teile der Gene sequenziert , in denen 2/3 der Mutationen beschrieben sind . Der NGS ermöglicht es daher, alle kodierenden Teile der Gene einer Person auf einmal zu sequenzieren, was als Exom bezeichnet wird .
In der Pränataldiagnostik hat sich DPNI als sicheres und frühzeitiges Erkennungsverfahren für das Down-Syndrom oder andere Chromosomenanomalien oder sogar bestimmte Punktmutationen etabliert. Es ist keine Diagnose, sondern nur ein Screening. Es besteht darin, der Mutter während der Schwangerschaft Blut zu entnehmen. Dieses Blut enthält von Natur aus eine kleine Menge an DNA-Fragmenten des Fötus, und Genetiker können es nicht von DNA-Fragmenten der Mutter trennen, die auch im Blut zu finden sind. DPNI ist also eine Hochdurchsatzsequenzierung aller im mütterlichen Blut zirkulierenden DNA-Fragmente und eine anschließende Computeranalyse der Ergebnisse. DPNI steht für Prenatal Screening by Non-Invasive Technique. Abhängig von den Ergebnissen ist eine Bestätigung der Anomalie angezeigt, die eine Amniozentese beinhaltet .
Reproduktionsmedizin ist der Zweig der Medizin, der sich mit der Physiologie der Fortpflanzung sowie ihrer Pathologie, der Unfruchtbarkeit, befasst. Dieser medizinische Ansatz zielt darauf ab, die reproduktive Gesundheit zu verbessern.
Die DNA-Sequenzierung, insbesondere von Geschlechtszellen, hat es ermöglicht, die genetischen Veränderungen zu verstehen, die ein Ungleichgewicht der Fruchtbarkeit verursachen. Zukünftige genetische Behandlungen werden in Betracht gezogen, um Erbkrankheiten zu verhindern, beispielsweise ist Trisomie 21 auf die Nichtexpression eines Gens zurückzuführen, das für die Inaktivierung des X-Chromosoms während der Befruchtung verantwortlich ist. Bioethische Fragen stellen sich jedoch bei der Verarbeitung von DNA für die Fortpflanzung.
Die Hochdurchsatzsequenzierung hat auch in die medizinische Mikrobiologie Einzug gehalten. Auch wenn beispielsweise in der Bakteriologie in zwei Proben von verschiedenen Patienten die gleiche Bakterienart (zB Staphylococcus aureus ) nachgewiesen werden kann, ist dies nicht unbedingt eine direkte Übertragung von Patient zu Patient. Tatsächlich werden unter der gleichen Bakterienart viele sehr unterschiedliche Stämme gruppiert und haben somit unterschiedliche Genome. Die Whole Genom Sequencing ermöglicht es beispielsweise, durch die Quantifizierung der Anzahl von Mutationen ( SNPs ) zwischen Organismen festzustellen, wie unterschiedlich diese Genome sind . Bei der direkten Übertragung eines Bakteriums von einem Patienten auf einen anderen ist die Zahl der Differenzmutationen daher sehr gering.
Insgesamt kann die Hochdurchsatzsequenzierung ganzer Bakteriengenome nützlich sein für:
Die DNA einer Person kann durch Kontakt auf Gegenstände oder auf Personen übertragen werden. Diese DNA stammt aus Zellen aus verschiedenen Matrizen, Blut, Spermien, Haarelementen, Epithelzellen. (DNA-Sequenzierung kann mit DNA-Profiling-Methoden zur forensischen Identifizierung und Vaterschaftstests verwendet werden. Es sollte jedoch beachtet werden, dass ein Vaterschaftstest in Frankreich keine rechtliche Bedeutung hat. Nur wenn er von einem Richter angeordnet wurde.