Next Generation Sequencing

Voor onze zoektocht naar de juiste bacteriën optimaliseerden we een Next Generation Sequencing platform voor microbioomanalyse. Maar wat is NGS precies? En wat kan je ermee doen?

WAT IS NEXT GENERATION SEQUENCING?

Vroeger bepaalde men de DNA-code gen per gen. Gelukkig zijn de technieken om genetisch materiaal zoals DNA en RNA te analyseren zijn de laatste 20 jaar sterk verbeterd. Denk maar aan de Covid testen waarbij een PCR (Polymerase Chain Reaction) techniek wordt gebruikt om de hoeveelheid viraal genetisch materiaal, RNA in het geval van het Sars-CoV2 virus, te kwantificeren. Bij die analyse gaat men specifiek baseren op de aanwezigheid van een korte genetische sequentie die vervolgens wordt geamplificeerd.

Next generation sequencing (NGS) gaat nog een stapje verder en gaat niet enkel kijken naar een specifieke sequentie maar heeft als doel om de code van al het aanwezige DNA of RNA van een bepaald staal uit te lezen. Vooral het Human Genome Project, gesponsord door het National Institute of Health (NIH), heeft voor een enorme stroomversnelling gezorgd in het verbeteren van NGS technieken. Na het bekomen van een enorme hoeveelheid data (grote tekstbestanden met de baseparen-code van DNA; nl. ACTGATTTCCC...) wordt via bioinformatica gezocht waar die codes mee overeenstemmen. Afhankelijk van het staal en de onderzoeksvraag kan men specifiek kijken naar overeenkomsten met genetische codes van planten, dieren, mensen, virussen, schimmels, bacteriën,... of al deze tegelijk.

WAT KAN JE
ERMEE DOEN?

Eerst nemen we een staal, bijvoorbeeld aan de hand van een wisser van de huid en kunnen we het DNA opzuiveren uit het staal. Met behulp van NGS wordt al het DNA materiaal uitgelezen. Vervolgens kunnen we gaan nagaan welke bacteriën aanwezig zijn op de huid. Vanwege de enorme hoeveelheid informatie weten we niet alleen of er bepaalde Staphylococcus spp. aanwezig zijn maar kunnen we zelfs nagaan of een specifieke stam zoals Staphylococcus aureus MRSA, de gekende ziekenhuisbacterie, terug te vinden is.

Dit is natuurlijk maar één specifiek voorbeeldje, de mogelijkheden en technieken worden nog continue verbeterd en uitgebreid. Het geeft ons en andere onderzoekers van over de hele wereld een krachtige toolbox om meer inzichten te krijgen in verschillende complexe onderzoeksdomeinen!

In samenwerking met de Universiteit Antwerpen (Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie - prof. Sarah Lebeer) hebben we een NEXT-GEN-SEQUENCING platform geoptimaliseerd voor microbioomanalyse. Zo konden we voor lage biomassa stalen (zoals de huid) van 16S rRNA (bacteriën) en ITS (schimmels) analyseren.