27.02.2019
Neue Veröffentlichung in Nature Biotechnology
Dr. Michael Seifert, Leiter der Bioinformatik Core Unit am Institut für Medizinische Informatik und Biometrie (IMB) der TU Dresden, ist Koautor des Manuskriptes „Multi-omic measurements of heterogeneity in HeLa cells across laboratories“, welches in der hochrangigen Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlich wurde.
Biologische und technische Variationen können starke Auswirkungen auf die Reproduzierbarkeit von Forschungsergebnissen haben. Neue Erkenntnisse können nur sehr schwer in die Entwicklung neuer Therapieansätze einfließen, wenn diese für andere Wissenschaftler nicht reproduzierbar sind. Bisher wurde bei entsprechenden Studien ein großes Augenmerk auf die Reduktion der technischen Variation gelegt. Ein weiterer wichtiger Faktor für die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen ist allerdings auch die biologische Variation der untersuchten Proben (z.B. eingesetzte Zelllinien).
Um die Auswirkungen biologischer Variationen genauer zu untersuchen, hat ein Team von internationalen Wissenschaftlern Proben von HeLa, der ältesten und am häufigsten verwendeten menschlichen Krebszelllinie, aus 13 Laboratorien aus sechs verschiedenen Ländern analysiert. Die verschiedenen HeLa-Zellen wurden unter einheitlichen Laborbedingungen kultiviert und jeweils zugehörige DNA-Kopienzahl-Mutationen, Gen- und Proteinexpression und Proteinumsatzraten im Zeitverlauf gemessen. Zusätzlich wurde noch untersucht, wie die Zelllinien auf eine Salmonelleninfektion reagieren.
Unsere Studie hat eine sehr große Heterogenität innerhalb und zwischen den verschiedenen HeLa-Varianten festgestellt, insbesondere zwischen den Linien der Sorten CCL2 und Kyoto. Gefundene DNA-Veränderungen haben starke Einflüsse auf die Gen- und Proteinexpression sowie auf die zelluläre Antwort auf eine Salmonelleninfektion. Diese Ergebnisse heben sehr deutlich die Bedeutung der biologischen Variation für die Reproduzierbarkeit und Interpretation von Forschungsergebnissen hervor. Die Reproduzierbarkeit lässt sich erhöhen, wenn zukünftig die vorgeschlagenen Empfehlungen besser umgesetzt werden.
Im Rahmen der Studie hat Dr. Seifert die Analyse der DNA-Kopienzahl-Daten der verschiedenen HeLa-Varianten in enger Zusammenarbeit mit dem Erstautor, Dr. Yansheng Liu, von der Yale University durchgeführt.