Die wichtigsten Arten von DNA-Tests

In diesem Post stelle ich ich euch die wichtigsten Arten von DNA- bzw. Gentests vor und für welchen davon ich mich selbst entschieden habe:

• SNP-Tests oder single-gene-sequencing
• Whole-Exome-Sequencing oder Exomsequenzierung (WES)
• Whole-Genome-Sequencing oder Gesamtgenomsequenzierung (WGS)

SNP-Tests oder single-gene-sequencing

Zu dieser Art gehören Gentests, die nur auf bestimmte (einzelne oder mehrere) der „Single Nucleotide Polymorphisms“ (SNP; auf deutsch: Einzelnukleotid-Polymorphismus) testen (siehe dazu näher Teil 1).

Dieses Tests sind zum Beispiel dann sinnvoll, wenn man befürchtet, von seinen Eltern eine bestimmte Krankheit geerbt zu haben, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit mit einer oder mehreren SNPs assoziiert ist. Dann kann man sich darauf speziell testen lassen.

Oder aber wenn man bestimmte Gene analysieren möchte, die nach aktuellem Kenntnisstand einen Einfluss auf eure Ernährung oder eure Fitness haben.

Die hier genutzte Technologie nennt sich „DNA Microarray-based Genotyping“. Hierbei wird nicht das gesamte Genom sequenziert, sondern es werden lediglich vordefinierte Positionen in eurem Genom ausgelesen. An diesen Positionen gibt es bekannte SNPs, die zum Beispiel Krankheiten (mit)verursachen, etwas über eure Verträglichkeit für bestimmte Medikamente aussagen (pharmakogenetische Untersuchungen) oder euch Infos über Ernährung, Sport, Schlaf etc. geben (als Life-Style-Test).

Abstammungstests werden meistens ebenfalls über SNP-Tests durchgeführt. Mit den Abstammungstests könnt ihr herausfinden, woher eure Vorfahren stammen. Die Tests funktionieren dabei so: es wird zunächst ermittelt, in welchen geographischen Regionen der Welt bestimmte SNPs wie häufig vorkommen. Dann werden eure SNPs entsprechend zugeordnet; ihr könnte damit also sehen, dass ihr zu einem gewissen Prozentsatz aus Region A, Region B und Region C stammt. Bekannte Anbieter sind hier bspw. 23andMe oder AncestryDNA.

SNP-Tests lesen in der Regel nur ca. 0,02 % eures Genoms aus.

Whole-Exome-Sequencing: Exomsequenzierung (WES)

Umfangreicher als ein SNP-Test ist eine Exomsequenzierung.

Bei der WES geht es nur um die Sequenzierung der codierenden Genbereiche eines Menschen. Dazu zählen alle Gene, die zur Herstellung (=Codierung) von Proteinen dienen.

Nach aktuellem Forschungsstand machen diese Gene, Exone genannt, ca. 1 bis 1,5 % des Genoms einer Person aus. Zusammen werden alle Exone in einem Genom als Exom bezeichnet. Da die meisten momentan bekannten Allele, die Krankheiten verursachen, in Exonen auftreten, wird die WES als effiziente Methode zur Identifizierung möglicher krankheitsverursachender Mutationen angesehen.

Je nach Zelltyp werden bestimmte Exone dann im Transkriptom in Proteine „übersetzt“.

Die übrigen 99 Prozent des Genoms werden als nicht-codierende (non-coding) DNA bzw. als Introns bezeichnet. Hierzu gehören u.a. Telomere und lange, sich wiederholende Abschnitte von DNA, von denen früher angenommen wurde, dass sie überwiegend nur „Junk DNA“ seien. Man dachte, dass es sich dabei um evolutionären Müll handelt, ähnlich dem Blinddarm.

Aber wie beim Blinddarm spielt auch die non-coding DNA eine überaus wichtige Rolle für unseren Körper. Studien haben gezeigt, dass auch Gene und deren Allele außerhalb des Exoms zu genetischen Störungen führen können – Aspekte, die bei einer bloßen WES übersehen würden. Die Methode, mit der das gesamte Genom, also coding und non-coding DNA sequenziert wird, heißt Whole-Genome-Sequencing oder Gesamtgenomsequenzierung (WGS).

Whole-Genome-Sequencing oder Gesamtgenomsequenzierung (WGS)

Ber der Gesamtgenomsequenzierung wird das gesamte Genom, coding und non-coding DNA sequenziert. Es werden also 100 % eurer Gene dekodiert.

Das WGS ermöglicht zudem die detaillierteste Abstammungsanalyse, da sowohl die Y-DNA (bei Männern) als auch die mitochondriale DNA analysiert wird.

Preislich liegen WES und WGS nicht weit auseinander.

In der Regel könnt ihr bei WGS auch alle Infos bekommen, die ich euch zu den SNP-Tests erklärt habe. Wer also möglichst viel wissen möchte, greift zu einem WGS-Test.

Sowohl WGS als auch WES werden meistens noch damit beworben, dass sie eine „30x coverage“, „100x coverage“ oder „130x coverage“ haben. Damit ist gemeint, wie oft jeder „Buchstabe“, also jede Nukleobase eures Genoms sequenziert wird.

Der Hintergrund ist u.a., dass die Sequenzierung mehrfach durchgeführt werden muss, um zuverlässig sagen zu können, welche Nukleobase an einer bestimmten Stelle eurer DNA vorhanden ist: da das Genom aus ca. 6.600.000.000 Nukleobasen besteht, würde sogar eine Genauigkeit von 99,99% der Sequenzierungsmaschine immer noch 600.000 Fehler bedeuten! Im Tierversuch wurde entsprechend gezeigt, dass bei einer Sequenzierung unter 4x die Fehler drastisch zugenommen haben, während bei einer Sequenzierung über 10x nur noch  eine sehr geringe Fehlerquote gegeben ist.

Bei der Sequenzierung des menschlichen Genoms bedeutet eine coverage von mindestens 30x, dass sie clinical-grade ist, also für medizinische Diagnosen genutzt werden kann. Nebula Genomics bspw. bietet aber auch an, ein Upgrade für bereits gekauftes 30x-kit auf 100x zu machen. Dazu erfahrt ihr noch mehr in meinem Beitrag zu Nebula.

Fazit

Da ich möglichst viel über mein eigenes Genom erfahren möchte und bei der Analyse nicht nur auf einzelnen Kategorien beschränkt sein möchte, die die Anbieter vorgeben, habe ich einen Test aus der Kategorie WGS gemacht.

Leider habt ihr aktuell noch keine besonders große Auswahl – zumindest, wenn es um Direct-To-Consumer (DTC)-Tests und Whole-Genome-Sequencing (WGS) geht. Unter DTC-Tests fasst man alle kommerziell verfügbaren Untersuchungen zur Bestimmung individueller genetischer Merkmale eines Menschen. Es gibt hier nämlich keinen einzigen deutschen Anbieter (Das einzige deutsche Unternehmen im Bereich von DTC-WGS war die Dr. Seibt Genomics GmbH, die aber nach meinen Recherchen insolvent ist).

Bleiben noch einige ausländische Unternehmen, die ihre Dienste anbieten – u.a. Nebula Genomics.

Im nächsten Teil der Blogserie zu DNA-Tests werde ich euch von meinen Erfahrungen mit Nebula-Genomics berichten! Wenn ihr es eilig habt, könnt ihr über diesen Affiliate-Link direkt bei Nebula einen Sequenzierungs-Test kaufen: