Rozpoznanie nukleotydów (ang. base calling)
Znaczenie w medycynie i terapii chorób genetycznych
Wprowadzenie
Rozpoznawanie nukleotydów (base calling) jest kluczowym krokiem w analizie sekwencji DNA, umożliwiającym przypisanie konkretnych nukleotydów – adeniny (A), cytozyny (C), guaniny (G) lub tyminy (T) – do wykrytych sygnałów w procesie sekwencjonowania. Ta procedura jest fundamentalna dla zrozumienia i analizy genów, a jej dokładność ma bezpośredni wpływ na jakość i wiarygodność wyników.
Base calling a medycyna
Zastosowanie rozpoznawania nukleotydów w medycynie jest różnorodne i obejmuje diagnostykę, terapię i profilaktykę chorób genetycznych oraz nowotworowych. Dokładne i szybkie odczytywanie sekwencji DNA jest kluczowe dla identyfikacji mutacji genetycznych, które mogą być związane z różnymi chorobami.
Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) z użyciem technologii base calling umożliwia przeprowadzenie tzw. testów panelowych, które umożliwiają badanie wielu genów naraz. Dzięki temu możliwe jest zidentyfikowanie osób z podwyższonym ryzykiem rozwoju chorób dziedzicznych czy nowotworów.
Korzyści z wczesnego wykrycia mutacji
Wczesne wykrycie mutacji genetycznych ma wiele zalet. Po pierwsze, umożliwia wdrożenie skierowanych interwencji terapeutycznych. W przypadku chorób genetycznych, wczesna interwencja często poprawia rokowania i jakość życia pacjenta.
Po drugie, identyfikacja mutacji genetycznych u osób, które nie wykazują jeszcze żadnych objawów choroby, umożliwia podjęcie działań prewencyjnych. W przypadku nowotworów, profilaktyka może obejmować regularne badania przesiewowe, zmiany stylu życia, a nawet profilaktyczne zabiegi chirurgiczne.
Base calling a prewencja chorób genetycznych i nowotworowych
Rozpoznawanie nukleotydów odgrywa kluczową rolę w profilaktyce chorób genetycznych i nowotworowych. Umożliwia identyfikację mutacji związanych z ryzykiem rozwoju tych chorób, co pozwala na wdrożenie odpowiednich strategii prewencyjnych.
Testy genetyczne oparte na technologii base calling są stosowane do identyfikacji osób z podwyższonym ryzykiem. W przypadku niektórych chorób, jak np. choroby Huntingtona czy raka piersi BRCA1/BRCA2, możliwe jest zidentyfikowanie nosicieli mutacji genetycznych i podjęcie działań prewencyjnych, nawet jeśli nosiciele nie wykazują jeszcze objawów.
Zapoznaj się z naszą ofertą badań w kierunku nowotworów tutaj.
Zapoznaj się z naszą ofertą badań w kierunku chorób genetycznych tutaj.
Podsumowanie
Rozpoznawanie nukleotydów, choć jest technicznie skomplikowane, ma ogromny potencjał w zakresie poprawy opieki zdrowotnej. Precyzyjne sekwencjonowanie DNA z użyciem technologii base calling umożliwia wczesne wykrycie mutacji genetycznych, co z kolei pozwala na podjęcie działań mających na celu opóźnienie lub nawet zapobieżenie wystąpieniu choroby. Dzięki temu procesowi zyskujemy narzędzie, które pozwala na lepsze zrozumienie i kontrolę nad genetycznie uwarunkowanymi chorobami.
Oferowane usługi Base calling
Base calling jest procesem przypisywania zasad (nukleobaz) do pików chromatogramu. Jednym z programów komputerowych do wykonania tego zadania jest Phred base-calling, który jest szeroko stosowanym programem do wywoływania baz zarówno w akademickich, jak i komercyjnych laboratoriach sekwencjonowania DNA ze względu na wysoką dokładność wywoływania baz.
To proces, w którym kolejność nukleotydów w matrycy jest wnioskowana podczas reakcji sekwencjonowania. Platformy sekwencjonowania nowej generacji, które wykorzystują fluorescencyjnie znakowane odwracalne terminatory, mają unikalny kolor dla każdej zasady. Są one włączane do komplementarnej nici matrycy DNA i rejestrowane za pomocą czułej kamery CCD. Obrazy te są przetwarzane na sygnały, które są wykorzystywane do wnioskowania o kolejności nukleotydów, znanego również jako wywoływanie zasad. Podczas gdy platformy sekwencjonowania zazwyczaj mają zintegrowane oprogramowanie do wywoływania zasad, rozwój wysokowydajnych algorytmów wywoływania zasad jest obszarem trwających badań.
Dokładność wywoływania zasad jest zwykle mierzona za pomocą wyniku Q (wynik jakości Phred), powszechnej metryki do oceny dokładności przebiegu sekwencjonowania. Wyniki Q są definiowane jako logarytmicznie powiązane z prawdopodobieństwem błędu wywołania bazy.
Q = – 10 log P / log 10
Jeśli przebiegowi sekwencjonowania przypisano wynik Q wynoszący 40, jest to równe prawdopodobieństwu nieprawidłowego wywołania bazy 1 na 10 000 razy lub 99,99% dokładności wywoływania bazy.
Q Score 10 – Dokładność wywoływania bazy 1 na 10 – Prawdopodobieństwo nieprawidłowej bazy 90%
Q Score 20 – Dokładność wywoływania bazy 1 na 100 – Prawdopodobieństwo nieprawidłowej bazy 99%
Q Wynik 30 – Dokładność wywoływania bazy 1 na 1000 – Prawdopodobieństwo nieprawidłowej bazy 99,9%
Q Score 40 – Dokładność wywoływania bazy 1 na 10 000 – Prawdopodobieństwo błędnej bazy 99,99%
Q Score 50 – Dokładność wywoływania bazy 1 na 100 000 – Prawdopodobieństwo nieprawidłowej bazy 99,999%
Niższy wynik Q wynoszący 10 oznacza, że istnieje prawdopodobieństwo nieprawidłowego wywołania 1 na 10 baz. Niższe wyniki Q mogą prowadzić do wzrostu liczby fałszywie dodatnich wywołań wariantów i zmniejszać ogólne zaufanie badacza do danych sekwencjonowania.
W celu otrzymania szczegółowej oferty na realizację projektu prosimy o kontakt z naszym biurem.