Genomamplifikation

Die Genomamplifikation (engl. whole genome amplification, WGA) bezeichnet biochemische Methoden zur Vervielfältigung (Amplifikation) von ganzen Genomen.

Eigenschaften

Methoden zur Genomamplifikation umfassen Varianten der Polymerasekettenreaktion (PCR) und der isothermalen DNA-Amplifikation.^[1] Als PCR-basierte Varianten werden das Primer Extension Preamplification^[2] und die Amplifikation mit degenerierten Primern (DOP-PCR) eingesetzt.^[1]^[3] Als isothermale Variante wird die Multidisplacement Amplification (MDA) verwendet.^[1]^[4] Weiterhin wird die Multiple Annealing and Looping-based Amplification Cycles (MALBAC) eingesetzt.^[5]

Durch die Genomamplifikation können geringe DNA-Mengen (z. B. bei einer Einzelzellanalyse)^[6] oder DNA von schlechter Qualität (z. B. aus FFPE-Geweben mit geringen Mengen intakter DNA) vervielfacht werden.^[7] Je nach verwendeter Methode besteht eine unterschiedliche Voreingenommenheit (engl. bias) der jeweiligen DNA-Polymerase bezüglich der bevorzugt gebundenen DNA-Sequenzen.^[8]

Anwendungen

Anwendungsmöglichkeiten der Genomamplifikation bestehen in der Forensik, Pränataldiagnostik, Bioterrorismus, Konservierung von klinischen Proben und der Genotypisierung.^[9]^[10]

Einzelnachweise

[1]
R. Pinard, A. de Winter, G. J. Sarkis, M. B. Gerstein, K. R. Tartaro, R. N. Plant, M. Egholm, J. M. Rothberg, J. H. Leamon: Assessment of whole genome amplification-induced bias through high-throughput, massively parallel whole genome sequencing. In: BMC genomics. Band 7, August 2006, S. 216, doi:10.1186/1471-2164-7-216, PMID 16928277, PMC 1560136 (freier Volltext).
[2]
L. Zhang, X. Cui, K. Schmitt, R. Hubert, W. Navidi, N. Arnheim: Whole genome amplification from a single cell: implications for genetic analysis. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 89, Nummer 13, Juli 1992, S. 5847–5851, PMID 1631067, PMC 49394 (freier Volltext).
[3]
F. B. Dean, S. Hosono, L. Fang, X. Wu, A. F. Faruqi, P. Bray-Ward, Z. Sun, Q. Zong, Y. Du, J. Du, M. Driscoll, W. Song, S. F. Kingsmore, M. Egholm, R. S. Lasken: Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 99, Nummer 8, April 2002, S. 5261–5266, doi:10.1073/pnas.082089499, PMID 11959976, PMC 122757 (freier Volltext).
[4]
H. Telenius, N. P. Carter, C. E. Bebb, M. Nordenskjöld, B. A. Ponder, A. Tunnacliffe: Degenerate oligonucleotide-primed PCR: general amplification of target DNA by a single degenerate primer. In: Genomics. Band 13, Nummer 3, Juli 1992, S. 718–725, PMID 1639399.
[5]
L. Huang, F. Ma, A. Chapman, S. Lu, X. S. Xie: Single-Cell Whole-Genome Amplification and Sequencing: Methodology and Applications. In: Annual review of genomics and human genetics. Band 16, 2015, S. 79–102, doi:10.1146/annurev-genom-090413-025352, PMID 26077818.
[6]
J. F. Swennenhuis, L. Terstappen: Sample Preparation Methods Following CellSearch Approach Compatible of Single-Cell Whole-Genome Amplification: An Overview. In: Methods in molecular biology. Band 1347, 2015, S. 57–67, doi:10.1007/978-1-4939-2990-0_4, PMID 26374309.
[7]
Z. T. Czyz, S. Kirsch, B. Polzer: Principles of Whole-Genome Amplification. In: Methods in molecular biology. Band 1347, 2015, S. 1–14, doi:10.1007/978-1-4939-2990-0_1, PMID 26374306.
[8]
J. Sabina, J. H. Leamon: Bias in Whole Genome Amplification: Causes and Considerations. In: Methods in molecular biology. Band 1347, 2015, S. 15–41, doi:10.1007/978-1-4939-2990-0_2, PMID 26374307.
[9]
T. L. Hawkins, J. C. Detter, P. M. Richardson: Whole genome amplification–applications and advances. In: Current Opinion in Biotechnology. Band 13, Nummer 1, Februar 2002, S. 65–67, PMID 11849960.
[10]
K. Silander, J. Saarela: Whole genome amplification with Phi29 DNA polymerase to enable genetic or genomic analysis of samples of low DNA yield. In: Methods in molecular biology. Band 439, 2008, S. 1–18, doi:10.1007/978-1-59745-188-8_1, PMID 18370092.

Related Articles