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Gewählte Publikation:
Graier, T.
Analyse von Kopienzahlveränderungen in Einzelzellen mit SC-mFAST-SeqS
Humanmedizin; [ Diplomarbeit ] Graz Medical University; 2018. pp. 62
[OPEN ACCESS]
FullText
- Autor*innen der Med Uni Graz:
- Betreuer*innen:
- Geigl Jochen Bernd
- Heitzer Ellen
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- Abstract:
- Einleitung: Genetische Untersuchungen in Einzelzellen sind Bestandteil intensiver Forschung im Bereich der Tumorbiologie, aber auch in anderen medizinischen Bereichen wie z.B. der Präfertilisations- bzw. der Präimplantationsdiagnostik. Besonders im Hinblick auf Krebserkrankungen bietet die Analyse von Einzelzellen Einblicke in die Evolution von Tumoren, deren genetischer Heterogenität und die Mechanismen der Metastasierung, die für eine detaillierte Prognose und ein optimiertes Therapieverfahren von enormer Bedeutung sind. Trotz großer Bemühungen mangelt es zurzeit noch an kostengünstigen und praktikablen Methoden, um eine Vielzahl an Zellen zu untersuchen. Daher wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit untersucht, ob das „Single-Cell modified Fast Aneuploidy Screening Test Sequencing System" (SC-mFAST-SeqS) eine geeignete Methode darstellt, um in Einzelzellen Kopienzahlveränderungen auf Chromosomenarmebene kostengünstig und einfach darzustellen. Damit könnte die Grundlage für eine breitere Anwendung von Einzelzelluntersuchungen in Forschung und klinischer Diagnostik geschaffen werden. Methoden: SC-mFAST-SeqS basiert auf der Analyse von repetitiven DNA-Sequenzen, die sich über das gesamte Genom erstrecken. Damit kann ein einzelnes Primer-Paar über 22.000 verschiedene Loci amplifizieren. Durch das Erkennen diskreter Unterschiede dieser Sequenzen können sie auf einzelne Chromosomenarme zurückverfolgt werden. Um die Reproduzierbarkeit der Methode zu testen, wurden Einzelzellen humaner Zelllinien eines Mammakarzinoms, eines Prostatakarzinoms, einer Leukämie sowie einer lymphoblastoiden Zelllinie untersucht. Anhand bioinformatischer Analysen wurde eine Aussage bezüglich Kopienzahlveränderungen getroffen. Die Ergebnisse wurden durch eine weitere Methode, dem "Somatic Copy Number Aberration Sequencing" (SCNA-Seq), das eine höherauflösende Methode darstellt, verifiziert. Ergebnisse: Für jede der vier Zelllinien wurden mindestens 48 Einzelzellen untersucht, wobei für jede Einzelzelle mindestens 100.000 Reads generiert wurden. Mittels hierarchischem Clustering und der Principal Component Analysis (PCA) konnte gezeigt werden, dass SC-mFAST-SeqS in der Lage ist, anhand von Kopienzahlveränderungen der Zelllinien, die Populationen klar voneinander zu unterscheiden. Zusammenfassung: SC-mFAST-SeqS stellt Kopienzahlveränderungen lediglich auf Chromosomenarmebene dar und erlaubt daher keine Aussage bezüglich Punktmutationen, oder kleiner struktureller Veränderungen. Dennoch erlaubt die in dieser Arbeit getestete Methode mit einem vergleichsweise geringen labortechnischen und bioinformatischen Aufwand eine kostengünstige und Bewertung über eine Vielzahl an Zellen.