Sequencing-by-Synthesis (SBS)

Die SBS-Technologie wurde 2006 von der Firma Solexa (Cambridge, U.K.) mit dem Genome Analyzer auf dem Markt eingeführt. Solexa wurde 2007 von Illumina (San Diego, CA) übernommen, in Folge dessen die Methode weiterentwickelt und kommerzialisiert wurde. Bei dem SBS-Verfahren wird die fragmentierte Template-DNA über spezifische Adaptoren kovalent an einen Glasobjektträger (FlowCell) gebunden, auf welcher die Sequenzierreaktion stattfindet. Von dem gebundenen Startmolekül ausgehend werden durch einen PCR-ähnlichen Schritt Cluster aus identischen Molekülen gebildet (sog. Bridge Amplification). Die Sequenzierung erfolgt zyklusweise und nutzt reversible Terminator-Chemie und fluoreszenzmarkierte Nukleotide. In jedem Sequenzierzyklus wird genau ein Nukleotid komplementär zu der Template-DNA eingebaut. Anschließend wird die Fluoreszenzgruppe abgespalten, das folgende Lichtsignal detektiert und die Terminatorgruppe entfernt, so dass ein weiteres Nukleotid im folgenden Zyklus eingebaut werden kann.

Inzwischen sind verschiedene Sequenziergeräte auf dem Markt, welche die SBS-Technologie nutzen, so z.B. der Genome Analyzer IIx (GAIIx), die Nachfolgemodelle der HiSeq-Serie (HiSeq1000, HiSeq2000, HiSeq1500, HiSeq2500) und der MiSeq im Benchtop-Format. Seit kurzem ist auch ein Gerät mit mittleren Durchsatz (NextSeq500) auf dem Markt. Die derzeit verfügbaren NIPT-Verfahren sind allerdings nur auf der HiSeq-Plattform validiert.

Schematischer Ablauf der SBS-Methode