This report presents the highlights of the 7th European Meeting on Molecular Diagnostics held in Scheveningen, The Hague, The Netherlands, 12-14 October 2011. The areas covered included molecular diagnostics applications in medical microbiology, virology, pathology, hemato-oncology,clinical genetics and forensics. Novel real-time amplification approaches, novel diagnostic applications and new technologies, such as next-generation sequencing, PCR lectrospray-ionization TOF mass spectrometry and techniques based on the detection of proteins or other molecules, were discussed. Furthermore, diagnostic companies presented their future visions for molecular diagnostics in human healthcare.
DOCUMENT
Phytophthora infestans, the causal agent of late blight, remains the main threat to potato production worldwide. Screening of 19 accessions of Solanum dulcamara with P. infestans isolate Ipo82001 in detached leaf assays revealed strong resistance in an individual belonging to accession A54750069-1. This plant was crossed with a susceptible genotype, and an F(1) population consisting of 63 individuals was obtained. This population segregated for resistance in 1:1 ratio, both in detached leaf assays and in an open-field experiment. Presence of the formerly mapped Rpi-dlc1 gene as the cause of the observed segregating resistance could be excluded. Subsequently, AFLP analyses using 128 primer combinations enabled identification of five markers linked to a novel resistance gene named Rpi-dlc2. AFLP markers did not show sequence similarity to the tomato and potato genomes, hampering comparative genetic positioning of the gene. For this reason we used next-generation mapping (NGM), an approach that exploits direct sequencing of DNA (in our case: cDNA) pools from bulked segregants to calculate the genetic distance between SNPs and the locus of interest. Plotting of these genetic distances on the tomato and potato genetic map and subsequent PCR-based marker analysis positioned the gene on chromosome 10, in a region overlapping with the Rpi-ber/ber1 and -ber2 loci from S. berthaultii. Pyramiding of Rpi-dlc2 and Rpi-dlc1 significantly increased resistance to P. infestans, compared with individuals containing only one of the genes, showing the usefulness of this strategy to enhance resistance against Phytophthora.
DOCUMENT
To obtain large-scale sequence alignments in a fast and flexible way is an important step in the analyses of next generation sequencing data. Applications based on the Smith-Waterman (SW) algorithm are often either not fast enough, limited to dedicated tasks or not sufficiently accurate due to statistical issues. Current SW implementations that run on graphics hardware do not report the alignment details necessary for further analysis.
DOCUMENT
De chronische longziekte COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease) kenmerkt zich door een toename van kortademigheid, hoesten en slijmvorming en is een veelvoorkomende ziekte in Nederland. Momenteel zijn er therapieën beschikbaar, waaronder het voorschrijven van een lage onderhoudsdosis Azitromycine, die ervoor zorgt dat het aantal longaanvallen drastisch daalt. De samenstelling van de microbiële populatie (het microbioom) in deze patiëntenpopulatie speelt een belangrijke rol in het ziekteverloop. Microvida analyseert COPD-patiëntmonsters voor het Amphia met behulp van klassieke kweektechnieken en wil nu haar dienstverlening graag uitbreiden. Nieuwe innovatieve ‘next-generation sequencing’ (NGS) maakt het mogelijk om het volledige microbioom van deze patiëntenpopulatie snel en gedetailleerd in kaart te brengen zonder kweek vooraf. Binnen dit project gaan we met een driehoek van MKB-, kennis- en praktijkpartners een high-throughput methode opzetten die het mogelijk maakt het microbioom in sputum snel en gebruiksvriendelijk te analyseren binnen deze patiëntenpopulatie. In het Amphia ziekenhuis loopt momenteel een klinische trial die het veilig afbouwen van het antibioticum Azitromycine onderzoekt en waarbij sputum samples verzameld worden. Met deze samples wordt in dit project een methode opgezet voor het isoleren van zuiver genetisch materiaal alvorens deze samples met behulp van NGS-technieken geanalyseerd worden. Als laatste stap zal een gebruikersinterface ontwikkeld worden die het mogelijk maakt om de verkregen data gebruiksvriendelijk te interpreteren en de resultaten te beoordelen. Alles met uiteindelijke doel meer kennis te vergaren over de samenstelling van het microbioom in relatie tot ziekte en gezondheid van de COPD-patiënt.
Het aflezen van DNA is de afgelopen jaren zeer veel sneller en goedkoper geworden. Next-generation sequencing-apparatuur analyseert biljoenen nucleotiden (tientallen menselijke genoomsequenties) per week. De machines zijn echter nog steeds groot en duur, en daarom alleen beschikbaar in gespecialiseerde laboratoria, met getrainde analisten. Dit gaat veranderen: de MinION van Oxford Nanopore is de eerste vertegenwoordiger van een nieuwe, disruptieve sequencing-technologie. In tegenstelling tot alle concurrenten verbruikt deze methode geen grote hoeveelheden dure chemicaliën, en leest zij het DNA direct af. Daardoor kan de MinION piepklein en spotgoedkoop zijn. De draagbare en toegankelijke nanopore-technologie staat nog in de kinderschoenen, maar belooft binnen enkele jaren het landschap van de genomics radicaal te veranderen. Binnenkort kan iedereen DNA analyseren, en overal. Dat betekent een grote kans voor veel bedrijven in de life sciences, die dan snelle en geavanceerde analyses in huis (of aan de waterkant, of op de boerderij) kunnen uitvoeren. Maar voor veel van de huidige genomics-bedrijven betekent het juist dat zij zullen moeten omschakelen van het leveren van data naar hoogwaardige service en analyse. In het PoreLab gaan onderzoekers, studenten en mkb samen de mogelijkheden van de MinION onderzoeken. Hierdoor kunnen zij vooroplopen bij deze revolutie, en innovatieve toepassingen mogelijk maken.
Routine neuropathology diagnostic methods are limited to histological staining techniques or directed PCR for pathogen detection and microbial cultures of brain abscesses are negative in one-third of the cases. Fortunately, due to improvements in technology, metagenomic sequencing of a conserved bacterial gene could provide an alternative diagnostic method. For histopathological work up, formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue with highly degraded nucleic acids is the only material being available. Innovative amplicon-specific next-generation sequencing (NGS) technology has the capability to identify pathogens based on the degraded DNA within a few hours. This approach significantly accelerates diagnostics and is particularly valuable to identify challenging pathogens. This ensures optimal treatment for the patient, minimizing unnecessary health damage. Within this project, highly conserved primers in a universal PCR will be used, followed by determining the nucleotide sequence. Based on the obtained data, it is then precisely determined which microorganism(s) is/are responsible for the infection, even in cases of co-infection with multiple pathogens. This project will focus to answer the following research question; how can a new form of rapid molecular diagnostics contribute to the identification of microbial pathogens in CNS infections? The SME partner Molecular Biology Systems B.V. (MBS) develops and sells equipment for extremely rapid execution of the commonly used PCR. In this project, the lectorate Analysis Techniques in the Life Sciences (Avans) will, in collaboration with MBS, Westerdijk Institute (WI-KNAW) and the Institute of Neuropathology (Münster, DE) establish a new molecular approach for fast diagnosis within CNS infections using this MBS technology. This enables the monitoring of infectious diseases in a fast and user-friendly manner, resulting in an improved treatment plan.
