WSR040-PCR, Sequenzierung und NGS: Aufklärung der DNA - Interview mit Dr. Jörn Glökler

Dr. Jörn Glökler erklärt Bernd, wie die PCR bzw. PCR-Tests funktionieren. Sie sprechen nicht nur über den Einsatz in der SARS-COV-2 Pandemie, sondern auch über Sequenzierung als Werkzeug in Diagnostik und Forensik und aktuelle Entwickungen der Techniken.

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Bernd hat sich mit seinem Gesprächspartner, Dr. Jörn Glökler, remote zusammengesetzt, da es in der derzeitigen Pandemie nicht anders möglich ist. Sie haben über PCR und Sequenzierung gesprochen. Jörn ist Senior Scientist an der Technischen Hochschule Wildau, und auch Mitarbeiter bzw. Berater bei einigen Biotech Unternehmen.

Dr. Jörn Glökler

Seit Anfang 2020 verbreitet sich auch in Deutschland die SARS-CoV-2 Pandemie. Dabei sind PCR-Tests wichtige Werkzeuge, um Patienten mit COVID-19 zu identifizieren. Über Sequenzing oder Sequenzierung spricht man in diesem Zusammenhang dann, wenn nach einem positiven Test auch die Variante des Virus bestimmt wird. Diese Verfahren sind nicht nur für Arbeiten in der aktuellen Pandemie wichtig, sondern gelten mittlerweile als Standard-Werkzeuge in  Diagnostik und Forensik.

Wie diese Techniken genau funktionieren, woher sie kommen, wo diese noch angewendet werden und woran Wissenschaftler aktuell bei der Weiterentwicklung dieser Techniken arbeiten, lässt sich Bernd von Jörn in dieser Episode erklären.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Was bedeutet PCR?

Polymerase-Kettenreaktion (PCR) – Wikipedia Artikel
Kary Mullis – Wikipedia Artikel
Nukleotide – Wikipedia Artikel
Triphosphate – Wikipedia Artikel
Pyrophosphate – Wikipedia Artikel

Primer Definition

Primer – Wikipedia Artikel
Oligonukleotide – Wikipedia Artikel

Polymerasetypen

Polymerasen – Wikipedia Artikel

Die drei Schritte der technischen PCR

Ein PCR-Versuch hat drei Phasen:

 Primerbindung
Kopiereaktion: Gegenstrang der DNA-Sequenz wird gebildet.
Denaturierung: Doppelstrang wird aufgeteilt

Klenow-Fragment – Wikipedia Artikel

Taq-Polymerase

Extremophilie – Wikipedia Artikel
Thermus aquaticus – Wikipedia Artikel
Taq-Polymerase – Wikipedia Artikel
Escherichia coli – Wikipedia Artikel

Was heißt überexprimiert?

Überexpression – Wikipedia Artikel

Automatisierung der PCR

Thermocycler – Wikipedia Artikel

Wo kommen die Primer für den Test her?

Wenn die gewünschte Sequenz bekannt ist, können die Primer über Sythesedienstleister bestellt werden.

Wie funktioniert die Sequenzierung?

Sequenzierung (Sanger und NGS) – Wikipedia Artikel

Wie kommt man an die Sequenz des Primers?

Plasmid – Wikipedia Artikel
Craig Venter – Wikipedia Artikel
Schrotschuss-Sequenzierung – Wikipedia Artikel

Elektrophorese

Elektrophorese – Wikipedia Artikel
Polyacrylamid-Gelelektrophorese – Wikipedia Artikel
Kapillarelektrophorese – Wikipedia Artikel

PCR-Test vs Sequenzierung

Echtzeit-PCR – Wikipedia Artikel
Cp/Ct-Wert – Wikipedia Artikel
SYBR Green I – Wikipedia Artikel

Weiterentwicklung mit TaqMan-Sonden

TaqMan-Sonden (auch Hydrolyse-Sonden) – Wikipedia Artikel

Stärken und Schwächen der PCR-Tests

Kreuzkontamination – Wikipedia Artikel
Uracil – Wikipedia Artikel
Thymidin – Wikipedia Artikel

PCR mit RNA

Reverse Transkription – Wikipedia Artikel
Reverse Transkriptase – Wikipedia Artikel
Hot start PCR – Wikipedia Artikel (eng.)

PCR als Standard in der Diagnostik

Pfu-Polymerase – Wikipedia Artikel

Weitere typische Anwendungsgebiete der PCR

Diagnostik – Wikipedia Artikel
Forensik – Wikipedia Artikel
Genetischer Fingerabdruck (Forensik) – Wikipedia Artikel
Genetischer Fingerabdruck – Youtube Video

NGS

Next Generation Sequencing – Flexicon
Stop-Motion – Wikipedia Artikel
Illumina-Sequenzierung – Flexicon
Brücken-PCR – Wikipedia Artikel

Ablauf einer Virussequenzierung

Nachweis von Corona Viren per RT PCR – Youtube Video

Isothermale PCR

Isotherme DNA-Amplifikation
Jörns Review als wissenschaftlicher Artikel (open access): Jörn Glökler, Theam Soon Lim, Jeunice Ida & Marcus Frohme (2021) Isothermal amplifications – a comprehensive review on current methods, Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology, DOI: 10.1080/10409238.2021.1937927

Jörns Werdegang

Universität Bayreuth
in-vitro-Evolution – Lexikon der Biologie – Spektrum
Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Phagen-Display – Wikipedia Artikel
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik
Microarray – Wikipedia Artikel
Technischen Hochschule Wildau

Weitere Tätigkeiten von Jörn

digitale PCR – Wikipedia Artikel (eng.)
SELEX – Wikipedia Artikel
emulsions PCR
Volkswagenstiftung – Wikipedia Artikel

Jörns Lieblingsmolekül

T-Zell-Rezeptor – Wikipedia Artikel

Schematische Darstellung des T-Zell-Rezeptors. No machine-readable author provided. Anriar~commonswiki assumed (based on copyright claims)., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

 

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Jörn Glökler für die Zeit und seine Erläuterungen und Ausführungen zu seinem Forschungsgebiet.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes/Apple-Podcasts oder panoptikum.social.

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Bernd Rupp


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