Optische Genomkartierung

Unter einem standardisierten Fluoreszenzmikroskop kann man DNA-Fragmente erst ab einer Größe von ca. 5–10 Mb erkennen. Die Auflösung der OGM ist deutlich höher – sie liegt typischerweise im Bereich von ca. 500 bp bis mehreren dreistelligen kbp. Dadurch können komplexe kleinere und größere Chromosomenaberrationen erkannt werden, was eine ausführlichere und gleichzeitig schnelle Genomanalyse gestattet. Im Gegensatz zum NGS ist jedoch keine Einzelbasenauflösung möglich.

OGM beginnt mit der schonenden Isolation sogenannter Ultra-High Molecular Weight (UHMW)-DNA (> 150 kbp), hauptsächlich aus Vollblut, Knochenmarkpunktionen, kultivierten Zellen oder Biopsien. Durch eine enzymatische Reaktion werden fluoreszierende Label an bestimmten Stellen auf der DNA platziert. Die Markierung basiert auf einem 6 bp langen palindromischen Sequenzmotiv (CTTAAG), das 14- bis 17-mal innerhalb von 100 kbp vorkommt. Die gelabelte DNA wird in Nanokanälen innerhalb eines Chips begradigt und abgelesen. Die generierten optischen Genomkarten werden softwaregestützt zusammengesetzt und analysiert.

Unterschiede in der Position der Labels werden durch den Vergleich mit einem Referenzgenom detektiert. Auf diese Weise können u.a. strukturelle Varianten (SVs), Kopienzahlvarianten (CNVs), Loss of Heterozygosity (LOH) sowie die Varianten-Allelfrequenz (VAF) erkannt werden.

Derzeit (2026) wird die OGM in Deutschland vor allem zu Forschungszwecken in der klinischen Genetik, der Mikrobiologie und der Onkologie verwendet. In anderen Ländern (u.a. in den USA und in den Niederlanden) ist diese Methode schon in die Routinediagnostik integriert. Wichtige Einsatzgebiete sind u.a. hämatologische Neoplasien, konstitutionelle Entwicklungsstörungen sowie die Tumorgenomik, insbesondere bei komplexen Karyotypen.

• Bionano - How OGM work, abgerufen am 28.10.2024
• cap.org - Optical Genome Mapping: A ‘Tool’ with Significant Potential from Discovery to Diagnostics, abgerufen am 28.10.2024
• radboudumc.nl - Harmonizing Optical Genome Mapping is key for clinical implementation, abgerufen am 28.10.2024
• Greenwood Genetic Center - GGC Acquires Bionano's Novel Testing Instrument abgerufen am 28.10.2024