Kokogenomisekvensointi
Hanna Soini
Labquality Days 2015 – Bakteriologia ja Mykologia
5.2.2015
Mitä tarkoittaa WGS?
• NGS = next generation sequencing
– Uuden sukupolven sekvensointitekniikat
– Joukko uusia DNA:n sekvensointitekniikoita, joiden avulla
voidaan tuottaa sekvenssitietoa huomattavasti aiempaa
nopeammin ja halvemmalla
• WGS = whole genome sequencing
– Kokogenomisekvensointi
– Eliön (bakteeri, virus, eukaryootti) koko perimäaineksen
emäsjärjestyksen määrittäminen
5.2.2015
Loman NJ et al. 2013 Nature, rev. Microbiol.
5.2.2015
Miksi WGS?
• Tutkittavasta organismista saadaan huomattavasti aiempaa
enemmän tietoa
• Sama menetelmä sopii useille eri bakteerilajeille
• Nopeuttaa diagnostiikkaa
• Helpottaa vaikeasti kasvatettavien bakteerien diagnostiikkaa
• Voi korvata useita nykyisin käytössä olevia
laboratoriomenetelmiä
– Lajimääritys
– Lääkeresistenssi- ja virulenssimutaatiot
– Genotyypitys
5.2.2015
Miten WGS tehdään?
• Bakteerikannan kasvatus (suoraan näytteestä?)
• DNA:n eristys ja puhdistus
• DNA-kirjaston valmistus
• Sekvensointi
• Sekvenssitiedon kokoaminen ja tulkinta
– SeqSphere
– Bionumerics
– Yleiset ohjelmistot
• Työn kesto 2-3 vrk
• Hinta n. 100-200€ per genomi
5.2.2015
Bakteerikanta
DNA, kirjasto
Sekvensointi
Sekvenssin kokoaminen
Lajimääritys
5.2.2015
Genotyyppi
Lääkeresistenssi
Serotyyppi
WGS epidemiaselvityksen apuna
• WGS + SeqSphere
• Sama menetelmä ja analyysiohjelmisto sopii monille lajeille
• Yksinkertaistaa laboratoriotyötä ja tulosten tulkintaa
• Enemmän tietoa
• Tarkempi erottelukyky
• Sovelluksia
– MRSA
– Listeria
– Tuberkuloosi
5.2.2015
Epidemiakannat
J
Turun TB-epidemia
2 SNP
1 SNP
C
D
E
F
G
H
I
B
K
L
Index case
A
1 SNP
1 SNP
Historical case 1
15 SNP
Muut kannat
Historical case 2
Historical case 3
Historical case 4
Historical case 5
Historical case 6
Historical case 7
63 SNP
Ongelmia
• WGS tuottaa valtavan määrän tietoa – miten se analysoidaan
ja varastoidaan?
• Mitä löytyneet mutaatiot tarkoittavat – mitkä mutaatiot ovat
merkittäviä ja mitkä eivät?
• Bakteerilajien mutaatiofrekvenssi vaihtelee huomattavasti:
– Mycobacterium tuberculosis
– Staphylococcus aureus
– Helicobacter pylori
• Menetelmien harmonisointi
• Sekvenssityyppien nimeäminen
• Vertailu vanhoihin menetelmiin
5.2.2015
0,5 mutaatiota/genomi/vuosi
8,4
30,4
Lopuksi
• Kokogenomisekvensointi on lupaava uusi tekniikka
bakteerien diagnostiikassa
• Tulee korvaamaan monia nykyisin käytössä olevia
menetelmiä
• Nopeuttaa ja yksinkertaistaa laboratoriodiagnostiikkaa
• Parantaa tartuntaketjujen ja epidemioiden selvitystyötä
• Lisää tietoa ja ymmärrystä bakteereista ja niiden
aiheuttamista taudeista
5.2.2015
Kiitos!
• Jari Jalava
• Laura Lindholm
• Pieter Smit
• Jaana Vuopio
5.2.2015