Sekwencjonowanie technologią Oxford Nanopore

Wprowadzenie:

Sekwencjonowanie genomu wydobywa informacje z kodu życia, który pomaga naukowcom zrozumieć biologiczne mechanizmy, identyfikować mutacje i polimorfizmy, a nawet rozwijać terapie genowe. Choć techniki takie jak sekwencjonowanie Sanger’a, technologia Illumina i technologia PacBio odegrały istotną rolę w badaniach genomowych, technologia sekwencjonowania Oxford Nanopore (ONT) zasługuje na szczególne uznanie ze względu na unikalne przewagi.

Opracowane przez Oxford Nanopore Technologies, to technologia sekwencjonowania nowej generacji (NGS), która oferuje możliwości sekwencjonowania w czasie rzeczywistym długiego odczytu. Opiera się ona na koncepcji przepuszczania nici DNA przez nanopory w celu określenia sekwencji DNA.

Opis sekwencjonowania Oxford Nanopore i jego kluczowych cech:

Technologia Nanopore:

Podstawowa zasada sekwencjonowania Oxford Nanopore polega na przepuszczaniu jednoniciowej cząsteczki DNA przez biologiczne nanopory. Nanopory to niewielkie kanały białkowe osadzone w membranie. Nanopory mają średnicę rzędu nanometrów, umożliwiając przejście pojedynczych zasad DNA.

Wykrywanie zakłóceń przepływu prądu elektrycznego: Gdy nić DNA przechodzi przez nanopor, wykrywane i mierzone są zmiany w przepływie prądu elektrycznego. Ruch DNA przez nanopory powoduje zakłócenia, które są specyficzne dla poszczególnych zasad obecnych w sekwencji DNA. Analizując te zakłócenia, można określić sekwencję DNA.

 

Sekwencjonowanie w czasie rzeczywistym: Jedną z głównych zalet sekwencjonowania Oxford Nanopore jest możliwość sekwencjonowania w czasie rzeczywistym. Zmiany prądu elektrycznego są wykrywane, gdy cząsteczka DNA przechodzi przez nanopory, umożliwiając rozszyfrowanie sekwencji DNA w czasie rzeczywistym. Pozwala to na szybkie pozyskiwanie danych i analizę na bieżąco podczas procesu sekwencjonowania.

Sekwencjonowanie z długim odczytem: Sekwencjonowanie Oxford Nanopore jest znane ze swojej zdolności do generowania długich odczytów sekwencji. Długość fragmentów DNA, które mogą być sekwencjonowane, może wynosić od kilku kilopz do setek kilopz lub nawet więcej, w zależności od zastosowanego urządzenia do sekwencjonowania nanoporowego. Ta zdolność długiego odczytu jest korzystna dla różnych zastosowań, takich jak składanie genomu de novo, wykrywanie wariantów strukturalnych i analiza transkryptomu pełnej długości.

Urządzenie przenośne i MinION: Sekwencjonowanie Oxford Nanopore jest wyjątkowe pod względem mobilności. MinION, ręczne urządzenie do sekwencjonowania nanoporowego, umożliwia sekwencjonowanie DNA w odległych lokalizacjach lub w terenie. Ta przenośność otworzyła nowe możliwości dla diagnostyki w punktach opieki, monitorowania środowiska i mobilnych zastosowań sekwencjonowania.

 

Sekwencjonowanie Oxford Nanopore oferuje takie zalety jak długie odczyty i mobilność, ale wiąże się z wyższym poziomem błędów w porównaniu do innych technologii sekwencjonowania. Ciągłe udoskonalanie chemii nanoporów i algorytmów nadal zwiększa dokładność i niezawodność tej technologii.

Sekwencjonowanie Oxford Nanopore przekształciło dziedzinę genomiki, zapewniając przenośne rozwiązanie do sekwencjonowania w czasie rzeczywistym i długich odczytów o szerokim zakresie zastosowań w różnych dyscyplinach naukowych.

Technologia sekwencjonowania Oxford Nanopore:

Technologia ONT polega na przeprowadzaniu pojedynczych nici DNA przez białkowy nanopor umieszczony w membranie. Kiedy nić DNA przechodzi przez nanopor, zmienia się prąd elektryczny. Te zmiany prądu są zarejestrowane i przekształcone w sekwencję baz, umożliwiając bezpośrednie odczytywanie sekwencji DNA.

Przewagi technologii ONT:

  1. Długie odczyty: ONT wygenerować odczyty przekraczające kilkaset kilobaz. Możliwość generowania długich odczytów jest kluczową przewagą ONT, ponieważ umożliwia bezpośrednie badanie struktur o dużym zakresie, takich jak geny, regiony kodujące, introny, eksony i regiony międzygenowe.
  2. Real-time data analysis: Technologia ONT pozwala na analizę danych w czasie rzeczywistym, co pozwala naukowcom szybko identyfikować i reagować na wyniki.
  3. Portable device: ONT oferuje przenośne urządzenia do sekwencjonowania, takie jak MinION, które umożliwiają sekwencjonowanie w terenie, na przykład w celu monitorowania epidemii.

Znaczenie długich odczytów nici DNA:

Długie odczyty sekwencji DNA mają kilka zalet. Po pierwsze, ułatwiają one rekonstrukcję całych genomów, ponieważ pokrywają one długie regiony powtarzające się, które są trudne do zrozumienia przy użyciu krótkich odczytów. Po drugie, umożliwiają one identyfikację i analizę strukturalnych wariantów genomu, które są trudne do wykrycia przy użyciu technologii generujących krótkie odczyty.

Podsumowanie:

Technologia sekwencjonowania Oxford Nanopore, z jej zdolnością do generowania długich odczytów nici DNA, oferuje istotne przewagi w badaniach genomowych. Analiza DNA na podstawie długich odczytów otwiera nowe możliwości dla zrozumienia złożonej struktury i funkcji genomu.

 

Nasza oferta objemuje:

Usługi, które oferujemy z wykorzystaniem technologii Oxford Nanopore, mogą obejmować:

  1. Pełne sekwencjonowanie genomu: Długie odczyty oferowane przez technologię Oxford Nanopore są szczególnie korzystne w pełnym sekwencjonowaniu genomu, umożliwiając dokładniejszą rekonstrukcję genomu, szczególnie w obszarach o wysokiej złożoności strukturalnej.
  2. Analiza transkryptomu pełnej długości: Sekwencjonowanie Oxford Nanopore pozwala na analizę pełnej długości transkryptomu, umożliwiając lepsze zrozumienie struktury i funkcji RNA.
  3. Wykrywanie wariantów strukturalnych: Długie odczyty umożliwiają wykrywanie dużej gamy wariantów strukturalnych, takich jak inwersje, duplikacje, delecje i translokacje, które mogą być trudne do wykrycia przy użyciu innych metod sekwencjonowania.
  4. Badania metagenomiczne i mikrobiologiczne: Przenośność urządzenia MinION umożliwia sekwencjonowanie w terenie, co jest szczególnie przydatne w badaniach metagenomicznych i mikrobiologicznych.
  5. Diagnostyka punktowa: Możliwość przenoszenia MinION umożliwia przeprowadzanie szybkich testów diagnostycznych w punktach opieki.
  6. Sekwencjonowanie na żądanie: Dzięki możliwościom sekwencjonowania w czasie rzeczywistym, laboratorium może oferować usługi sekwencjonowania na żądanie, umożliwiając klientom uzyskanie wyników w krótkim czasie.

 

 

Przykładowe ceny sekwencjonowania:

– analiza WGS 30x – cena od 3000 PLN (row data)

– analiza WES 75x –  cena od 2500PLN (row data)

– analiza metagenomowa –  cena od 500 PLN

 

W celu otrzymania szczegółowej oferty na realizację projektu prosimy o kontakt z naszym biurem.