Ny billigare metod för kartläggning av sjukdomsgener
Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat en ny metod för DNA-sekvensering, som är betydligt billigare än de som används av laboratorier idag. Med den nya metoden hoppas forskarna att det ska bli praktiskt möjligt att kartlägga sjukdomsgener hos stora patientgrupper, något som i sin tur kan innebära snabbare genombrott när det gäller nya behandlingar mot en rad sjukdomar.
Genom att kartlägga DNA kan man bland annat spåra sjukdomsgener, förstå hur bakterier och virus orsakar infektion samt kartlägga människans och andra arters utveckling. När HUGO-projektet för inte så länge sedan kartlade det första mänskliga genomet kostade det över en miljard kronor och tog mer än tio år. Idag finns det instrument på marknaden som kan göra samma sak på några månader för under tio miljoner kronor. Men för att forskare ska kunna studera sjukdomsgener i detalj och på hundratals patienter måste kostnaden ytterligare reduceras kraftigt.
En svensk forskargrupp, ledd av Sten Linnarsson vid Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, har nu utvecklat en ny DNA-sekvenseringsmetod som i framtiden kan göra det möjligt att kartlägga mänskliga genom för en tiondel av dagens kostnad. Metoden presenteras i webbupplagan av den vetenskapliga tidskriften Nature Biotechnology.
Forskarna tog DNA från tarmbakterien E. coli och sönderdelade detta i korta fragment. Vart och ett av fragmenten hade en längd på cirka 200 nukleotider (byggstenarna i DNA: A, C, G och T). Dessa fragment spreds ut och sattes fast på ett mikroskopglas, vilket gjorde att flera miljoner fragment kunde analyseras parallellt. Därefter sköljdes fragmenten över med en vätska innehållande korta DNA-sekvenser på 5 nukleotider som gjorts synliga med hjälp av fluorescens. Man undersökte sedan vilka av de korta DNA-sekvenserna som fastnade på varje fragment.
Efter att ha sköljt alla möjliga korta DNA-sekvenser över flera miljoner fragment kunde forskarna med datorns hjälp pussla ihop sekvenserna till en komplett kedja på hela bakteriens genom, 4,5 miljoner nukleotider sammanlagt.
– Allt sker i ett instrument som vi har byggt, som består av ett mikroskop som kan ta bilder på DNA-fragment ihop med en robot som pipetterar vätskor och en liten flödeskammare där själva reaktionen sker på glasytan, säger Sten Linnarsson.
Det är inte första gången svenska forskare framgångsrikt utvecklar nya metoder för DNA-sekvensering. För tio år sedan publicerade Pål Nyrén och hans kollegor från KTH Pyrosequencing, som idag är en av de mest använda metoderna för att kartlägga DNA.
Publikation: “Rapid genome sequencing with short universal tiling probes”, Arno Pihlak, Göran Baurén, Ellef Hersoug, Peter Lönnerberg, Ats Metsis och Sten Linnarsson, Nature Biotechnology AOP, 25 maj 2008, doi:10.1038/nbt1405.
För frågor, kontakta:
Sten Linnarsson, universitetslektor
Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik
Tel: +46 (0)8 52 48 75 77
Mobil: +46 (0)70 399 32 06
E-post: sten.linnarsson@ki.se
Pressekreterare Katarina Sternudd
Tel: +46 (0)8-524 838 95
Mobil: +46 (0)70-224 38 95
E-post: katarina.sternudd@ki.se
Kontaktinformation
Karolinska Institutet är ett av Europas ledande medicinska universitet. Genom utbildning, forskning och samverkan bidrar Karolinska Institutet till att förbättra människors hälsa. Det är också Karolinska Institutet som årligen utser pristagaren av Nobelpriset i fysiologi eller medicin. För mer information besök hemsidan ki.se
