Titelaufnahme

Titel
Ein Test von "Massively Parallel Sequencing" in Anwendung mit "Short Tandem Repeats"
Weitere Titel
Testing massively parallel sequencing on short tandem repeats
VerfasserSecco, Katharina
Betreuer / BetreuerinEnzinger, Sabine
Erschienen2017
Datum der AbgabeJuni 2017
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Illumina / Mischungsstudie / MPS / NGS / Sensitivitätsstudie / STR
Schlagwörter (EN)Illumina / Mixture study / MPS / NGS / Sensitivity test / STR
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit Massively Parallel Sequencing (MPS), auch bekannt unter dem Namen Next Generation Sequencing (NGS) von Short Tandem Repeats (STRs). Während das Hauptaugenmerk in der Genom Forschung auf der Sequenzierung des ganzen Genoms liegt, spielen in der Forensik die sogenannten „Target Sequences“ (wie zum Beispiel STRs) eine tragende Rolle. Dies lässt sich vor Allem darin begründen, dass im Bereich der Forensischen Routinearbeit meist nur wenig Probenmaterial zur Verfügung steht. Dieses Material muss in weiterer Folge mit Referenzmaterialien oder Datenbanken verglichen werden, ob Übereinstimmungen erkannt werden können.

Die Analyse von DNA hat bis heute viele Stadien durchlebt und ist aus dem Bereich der Forensik nicht mehr wegzudenken. Während die Routinearbeit heutzutage mit Kapillarelektrophorese durchgeführt wird, würde MPS viele weitere Möglichkeiten bieten. Um die zwei wichtigsten zu nennen: Eine höhere Durchsatzrate und die Möglichkeit kürzere Sequenzen lesen zu können. Es muss jedoch noch getestet werden, ob Daten, die über MPS gewonnen werden, überhaupt verlässlich und reproduzierbar sind und ob diese Daten mit den mittlerweile schon vielen existierenden Datenbanken verglichen werden können.

Der Begriff STR wird in dieser Arbeit genauer erklärt. Auch wie Kapillarelektrophorese, die immer noch die Goldstandard Methode ist, durchgeführt wird, ist im Folgenden erklärt und auch MPS, dass momentan stark im Aufsteigen ist wird genauer erläutert. Ein Besonderer Fokus dabei liegt bei der Technologie von Illumina, welches nach dem Prinzip von „Sequencing by Synthesis“ arbeitet.

Der Ablauf der „Library Perparation“ nach dem Illumina ForenSeq DNA Signature Prep Kit wird genau behandelt. Auch der Prozess des Sequenzierens wird erklärt. Die Ergebnisse werden anhand von Grafiken, die mithilfe eines Statistikprogramms erstellt wurden, dargestellt. Anhand von diesen Grafiken kann eine Aussage über die Stabilität der einzelnen Marker getroffen werden.

Zusammenfassung (Englisch)

This bachelor thesis deals with Massively parallel sequencing (MPS), also known as Next generation sequencing (NGS) of Short tandem repeats (STRs). The main issue in genome research cases is sequencing of the whole genome. In opposite to that, the analysis of target sequences (such as STRs) plays the main role in forensic science. This mainly results due to little amounts of available sample, which must be compared to reference material if having a match or not.

DNA analysis has gone through several stages so far, and plays the main role in forensic science. While routine work in this area is performed by capillary electrophoresis (CE) based technologies, MPS would offer more possibilities, such as a higher throughput rate and shorter sequences read in length. However, there are still tests needed to prove if reliable and reproducible results are given and also if the gained data can be compared to already existing databases.

STRs will be introduced, the workflow of the CE-based gold standard method will be explained as well as MPS, which is currently coming up. Especially the technology of Illumina, sequencing by synthesis (SBS) will be dealt with in the following.

The workflow of the library preparation with the Illumina ForenSeq DNA signature prep kit, which contains the steps “amplify and tag targets”, “enrich targets”, “purify libraries”, “normalize libraries”, “pool libraries” and “denature and dilute” will be dealt with in detail. Furthermore the sequencing process will be a discussed part in this thesis. The presented results are based on graphics gained from statistic programs. Those graphics give information about the different markers and their stability within the tests.