Veit Schoenborn

• Plasma- und Serumproben waren in früheren epidemiologischen Studien häufig das einzige biologische Material, das gesammelt und untersucht wurde. Diese Studien besitzen gerade durch ihren sehr langen Untersuchungszeitraum einen riesigen Informationsgehalt und wären ein unbezahlbarer Schatz für genetische Analysen. Oft ist aufgrund damals mangelnder Akquirierung jedoch keine genomische DNA verfügbar. Um die in Plasmaproben in geringer Menge vorkommende DNA verwenden zu können, extrahierten wir die DNA mit Hilfe von magnetischen Partikeln undPlasma- und Serumproben waren in früheren epidemiologischen Studien häufig das einzige biologische Material, das gesammelt und untersucht wurde. Diese Studien besitzen gerade durch ihren sehr langen Untersuchungszeitraum einen riesigen Informationsgehalt und wären ein unbezahlbarer Schatz für genetische Analysen. Oft ist aufgrund damals mangelnder Akquirierung jedoch keine genomische DNA verfügbar. Um die in Plasmaproben in geringer Menge vorkommende DNA verwenden zu können, extrahierten wir die DNA mit Hilfe von magnetischen Partikeln und setzten sie in eine Whole Genome Amplification (WGA) mittels Φ29-DNA-Polymerase ein. Wir stellten 88 Probenpärchen, bestehend aus einer WGA-Plasma-DNA und der korrespondierenden Vollblut-DNA derselben Person, zusammen und genotypisierten bei diesen neun hochpolymorphe Short Tandem Repeats (STR) und 25 SNPs. Die durchschnittliche innerhalb der Probenpaare auftretende Diskordanzrate betrug 3,8% für SNPs sowie 15,9% für STRs. Basierend auf den Ergebnissen der Hälfte der Probenpaare entwickelten wir einen Ausschlussalgorithmus und validierten diesen in der anderen Hälfte der Probenpaare. Mit diesem ist es möglich, zum Einen diejenigen Proben mit einer guten DNA-Qualität herauszufiltern, um Genotypisierungsfehler zu vermeiden, und zum Anderen jene Proben mit insuffizienter DNA-Qualität auszuschließen. Nachdem Proben, die fünf oder mehr homozygote Loci in dem 9-STR-Markerset aufwiesen, ausgeschlossen wurden, resultierte dies in einer Ausschlussrate von 22,7% und senkte die durchschnittliche Diskordanzrate auf 3,92% für STRs bzw. 0,63% für SNPs. Bei SNPs entspricht dieser Wert ungefähr der Fehlerquote, wie er auch bei Genotypisierungen mit Vollblut-DNA in vielen Laboratorien auftritt. Unsere Methode und das Ausschlusskriterium bieten damit neue Möglichkeiten, um zuverlässige DNA aus archivierten Plasmaproben wiederzugewinnen. Dieser Algorithmus ist auch besser geeignet, als nur die eingesetzte DNA-Menge in die WGA-Reaktion als Kriterium zu benützen.…
• Plasma and serum samples were often the only biological material collected for earlier epidemiological studies. These studies have a huge informative content, especially due to their long follow-up and would be an invaluable treasure for genetic investigations. However, often no banked DNA is available. To use the small amounts of DNA present in plasma, in a first step, we applied magnetic bead technology to extract this DNA, followed by a whole-genome amplification (WGA) using phi29-polymerase. We assembled 88 sample pairs, each consisting ofPlasma and serum samples were often the only biological material collected for earlier epidemiological studies. These studies have a huge informative content, especially due to their long follow-up and would be an invaluable treasure for genetic investigations. However, often no banked DNA is available. To use the small amounts of DNA present in plasma, in a first step, we applied magnetic bead technology to extract this DNA, followed by a whole-genome amplification (WGA) using phi29-polymerase. We assembled 88 sample pairs, each consisting of WGA plasma DNA and the corresponding whole-blood DNA. We genotyped nine highly polymorphic short tandem repeats (STRs) and 23 SNPs in both DNA sources. The average within-pair discordance was 3.8% for SNPs and 15.9% for STR genotypes, respectively. We developed an algorithm based on one-half of the sample pairs and validated on the other one-half to identify the samples with high WGA plasma DNA quality to assure low genotyping error and to exclude plasma DNA samples with insufficient quality: excluding samples showing homozygosity at five or more of the nine STR loci yielded exclusion of 22.7% of all samples and decreased average discordance for STR and SNP markers to 3.92% and 0.63%, respectively. For SNPs, this is very close to the error observed for genomic DNA in many laboratories. Our workflow and sample selection algorithm offers new opportunities to recover reliable DNA from stored plasma material. This algorithm is superior to testing the amount of input DNA.…