Sequenzierfehler

Sequenzierfehler bezeichnet Abweichungen zwischen der tatsächlichen DNA-Sequenz und der Sequenz, die durch Sequenzierungsinstrumente gemessen wird. Solche Fehler können bei einzelnen Basen auftreten (Substitutionen), als Einfügungen oder Löschungen (Indels) oder durch fehlerhafte Ausrichtung und Assemblierung entstehen. Je nach Technologie variieren Typ und Häufigkeit der Fehler.

Bei Next-Generation-Sequencing (NGS) dominieren Substitutionen und kurze Indels, wobei das Fehlerprofil von Plattform zu Plattform unterschiedlich ist. Illumina-Sequencer liefern typischerweise sehr niedrige Fehlerraten pro Base (Substitutionen). PacBio- und Oxford-Nanopore-Systeme weisen höhere Rohfehlerquoten auf, insbesondere bei langen Reads, aber Consensus-Ansätze und fortgeschrittene Auswertungsalgorithmen verbessern die Genauigkeit signifikant. Sanger-Sequenzierung weist im Allgemeinen sehr geringe Fehlerraten auf, hat jedoch auch Einschränkungen in schwer auslesbaren Regionen.

Ursachen sind chemische Limitationen, Signalrauschen im Detektor, Mehrfachzählungen während der PCR-Amplifikation, Abdeckungsprobleme sowie Fehler bei der Auswertung wie fehlerhafte Read-Filterung, Fehl- oder Fehlalignierung in repetitiven Bereichen und in GC-reichen Regionen. Repetitive Sequenzen, Homopolymere und strukturelle Varianten begünstigen Sequenzierfehler.

Auswirkungen betreffen vor allem Variantenaufdeckung (SNPs, Indels), Genom-Assemblierung und quantitative Analysen. Falsche Positive oder Negative können entstehen, insbesondere bei geringer Abdeckung oder in problematischen Regionen.

Zur Reduktion dienen Qualitätskontrollen (Phred-Score, Adapter- und Qualitäts-Trimming), Fehlerkorrektur, ausreichende Abdeckung, Cross-Platform-Validierung und validierte Analysemethoden. Transparente Berichte über Fehlerraten verbessern die Interpretierbarkeit von Sequenzdaten.