NovaSeq6000

Neuartige Verfahren zum massenhaften automatisierten Lesen der Basenabfolge des Erbmoleküls DNA sowie der Botenmoleküle RNA – sogenannte «Next Generation Sequencing (NGS)» Technologien – sind aus den modernen Lebenswissenschaften nicht mehr wegzudenken. Diese technische Revolution, die vor knapp 15 Jahren begann, ist noch lange nicht abgeklungen. Ganz im Gegenteil: Die stetig voranschreitende Entwicklung neuer Methoden und Gerätschaften ermöglicht die Generierung von immer mehr Daten von immer besserer Qualität und das bei immer geringeren Preisen. Mit finanzieller Unterstützung durch die FAG konnte nun eine Sequenziermaschine der neuesten Generation für den Forschungsstandort Basel angeschafft und in die «Genomics Facility Basel» integriert werden. Dieses auf einen hohen Durchsatz ausgelegte System steht nunmehr Basler Forschenden aus verschiedensten Disziplinen und für unterschiedlichste Anwendungsbereiche zur Verfügung.

Ein wesentlicher Vorteil von NGS-Verfahren ist, dass diese nicht auf bestimmte Fragestellungen oder Modellsysteme beschränkt sind. Am Beispiel der aktuellen Forschung am Zoologischen Institut der Universität Basel lassen sich die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von NGS im Bereich der biologischen Grundlagenforschung sehr gut dokumentieren: Daniel Berner und seine Studierenden etwa nutzen NGS um im Genom von Dreistachligen Stichlingen diejenigen Varianten zu identifizieren, die es Fischen aus dem Bodensee sowie solchen aus Bodensee-Zuflüssen erlauben, sich an den jeweiligen Lebensraum anzupassen.

In der Arbeitsgruppe von Dieter Ebert werden hunderte Genome von Wirten (Wasserflöhe) und ihren Pathogenen sequenziert um die lange und komplexe Koevolution dieser Arten zu verstehen. Als Modellsystem für die Wirts-Parasit Koevolution lassen sich diese Befunde dann auf andere Infektionskrankheiten übertragen. Weit mehr als 1000 Genome von Fischen haben Walter Salzburger und sein Team bereits sequenziert, um der Vielfalt dieser artenreichsten Gruppe der Wirbeltiere auf den Grund zu gehen. So entdeckten die Basler Fischforscher auf Basis von Genom-Analysen eine neuartige Form des Farbsehens bei Tiefseefischen und ergründen, wie innerhalb kürzester Zeit neue Arten von Buntbarschen im Afrikanischen Tanganjikasee entstehen. Die Gruppe von Lukas Schärer wiederum sequenziert die RNA von mikroskopischen Plattwürmern aus dem Sandlückenraum der Weltmeere und grosser Seen. Auf Basis dieser Informationen rekonstruieren die Forscher die Evolution der sexuellen Reproduktion bei diesen zwittrigen Tieren. Schliesslich haben sich Patrick Tschopp und sein Team darauf spezialisiert, die RNA von vielen Tausenden von Einzelzellen zu unterschiedlichen Zeitpunkten in der Embryonalentwicklung zu sequenzieren, um die Entwicklung von Gliedmassen bei Wirbeltieren auf zellulärem Niveau zu untersuchen. Keines dieser Projekte wäre ohne NGS möglich.

Für uns Evolutionsbiologen in der Basler Zoologie – aber auch für viele andere Basler Wissenschafter – bedeutet die Anschaffung des NovaSeq 6000, dass wir unsere Forschung weiterhin auf technisch höchstem Niveau und mit einen konkurrenzfähigen Kostenansatz betreiben können.

Walter Salzburger & Dieter Ebert
Zoologisches Institut, Department Umweltwissenschaften,
Universität Basel