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Open-Source: Erbgutanalyse per Handy

Mit einer neuen App können moderne Smartphones Genanalysen ausführen. Die Anwendung soll die Genomik auch für abgelegene oder unterversorgte Regionen zugänglicher machen, wünschen sich die Entwickler.
DNA-StrangLaden...

Die DNA- und RNA-Analyse von genetischen Rohdaten ist heutzutage Standard. Dennoch braucht es dafür leistungsstarke Rechner. Bis jetzt. Forscher vom Garvan Institute of Medical Research in Australien haben in Zusammenarbeit mit der Universität von Peradeniya in Sri Lanka nun eine Handy-App entwickelt, mit der moderne Smartphones die Daten analysieren können. Für das Genom des Sars-CoV-2-Virus geht das in weniger als einer halben Stunde.

Genopo ist eine kostenlose Open-Source-Anwendung, die über den Google Play-Store erhältlich sein wird und auf Android-Geräten läuft, wie die Autoren in der Zeitschrift »Communications Biology« berichten. Die Entwicklung soll die Genomik auch für abgelegene oder unterversorgte Regionen zugänglicher machen.

Nach wie vor ist zusätzlich die Technik für eine genomische Sequenzierung erforderlich – allerdings gibt es diese bereits als tragbare Geräte in der Größe eines USB-Sticks, wie den Oxford Nanopore Technologies MinION Sequenzer. Damit lassen sich im Feld oder in der Klinik schnell genomische Sequenzen aus einer Probe erzeugen. Die Technik nutzten Ärzte zur Ebolaüberwachung in Westafrika, Forscher zur Erstellung mikrobieller Profile in der Arktis oder zur Bestimmung des genetischen Materials von Coronaviren für das Genom des Sars-CoV-2-Virus während der aktuellen Covid-19-Pandemie.

Bislang analysierten anschließend High-End-Server-Computer oder Cloud-Dienste die genetischen Buchstabenketten. Die App-Entwickler haben nun die bioinformatischen Arbeitsabläufe auf jeweils winzige Sequenzierungsdatensätze aufgeteilt. So lassen sich mit den beschränkten Rechenressourcen eines Handys die genetischen Daten auswerten.

Die Forscher haben Genopo anhand der Rohdaten der Sequenzierung von Virusproben getestet, die von neun mit Sars-CoV-2 infizierten Patienten aus Sydney stammten. Das Viruserbgut wurde dabei aus einer Abstrichprobe extrahiert, amplifiziert und dann mit einem MinION-Gerät sequenziert. Die App brauchte durchschnittlich 27 Minuten, um aus diesen Rohdaten die vollständige Sars-CoV-2-Genomsequenz zu bestimmen. Daher ließe sich laut den Forschern eine Genomanalyse direkt beim Patienten fast in Echtzeit durchführen. Außerdem gebe es weitere Anwendungsbereiche, etwa die Charakterisierung von genetischen Modifikationen, die die Genaktivität verändern.

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