Die schnellere und kostengünstigere Hochdurchsatz-RNA-Sequenzierung

19. April 2019

Illustration der BRB-seq-Methode. [B. Deplancke/EPFL]

Genomweite Genexpressionsanalysen durch RNA-Sequenzierung (RNA-seq) sind schnell zu einem Standard in der Molekularbiologie geworden, da hochgradig verfügbare Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologien weit verbreitet sind. Dennoch ist die RNA-Sequenzierung nach wie vor teuer und zeitaufwendig, da sie zunächst die kostspielige Vorbereitung einer gesamten genomischen Bibliothek erfordert – des DNA-Pools, der aus der RNA von Zellen erzeugt wird – während die Daten selbst ebenfalls schwer zu analysieren sind. All dies macht die RNA-Sequenzierung schwierig durchzuführen, was ihre Verbreitung nicht so weitreichend macht, wie sie sein könnte.

Forscher aus dem Labor von Bart Deplancke, PhD, am École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Institut für Bioengineering geben an, dass sie eine neue Methode namens Bulk RNA Barcoding und Sequenzierung (BRB-seq) entwickelt haben, die das sogenannte "Sample Barcoding" oder "Multiplexing" nutzt. Sie zeigen, dass BRB-seq etwa 25 Mal kostengünstiger ist als herkömmliche kommerzielle RNA-Sequenzierungstechnologien, wodurch die Erstellung von sequenzierbereiten Bibliotheken für bis zu 192 Proben an einem Tag mit nur 2 Stunden praktischer Arbeit ermöglicht wird.

Zu seinen vielen Vorteilen, so die Wissenschaftler, ist BRB-seq schnell und bewahrt die Strangspezifität. Daher bietet BRB-seq einen kostengünstigen Ansatz zur Durchführung von Transkriptomik an Hunderten von RNA-Proben, was die Anzahl der biologischen Replikate (und damit die experimentelle Genauigkeit) in einem einzigen Durchlauf erhöhen kann, erklärte Deplancke, dessen Teamarbeit („BRB-seq: ultra-affordable high-throughput transcriptomics enabled by bulk RNA barcoding and sequencing“) in Genome Biology erscheint.

In Bezug auf die Leistung fanden die Wissenschaftler heraus, dass BRB-seq die gleiche Anzahl von Genen wie kommerzielle Technologien bei derselben Sequenzierungstiefe nachweisen kann und dass die Technik zuverlässige Daten selbst mit RNA-Proben von niedriger Qualität (bis zu einem RIN-Wert von 2) erzeugt. Darüber hinaus generiert sie genomweite transkriptomische Daten zu Kosten, die mit der Profilerstellung von vier Genen mittels RT-qPCR vergleichbar sind, was derzeit eine Standard-, aber wenig durchsatzfähige Methode zur Messung der Genexpression ist, so Deplancke. Daher erwarten sie, dass BRB-seq oder ein vergleichbarer Ansatz langfristig zum Standard in jedem molekularbiologischen Labor wird und RT-qPCR als erste Option zur Profilerstellung der Genexpression ersetzt.

Aber die Forscher sagten auch, dass es weiterhin Probleme bei der Anpassung und Validierung von Protokollen für eine zuverlässige und kostengünstige Profilierung von Bulk-RNA-Proben gibt – mit denen sie konfrontiert sind, wenn sie das Transkriptom von Zellen oder Geweben analysieren möchten.