Giải trình tự gen thế hệ mới

*

Giải trình trường đoản cú gene nạm hệ mới 

Giải trình từ bỏ ren là kỹ thuật xác minh trình từ DNA của các gene cụ thể, mã hóa hoặc không mã hóa cho các protein chức năng tương quan.

Bạn đang xem: Giải trình tự gen thế hệ mới

Khởi đầu với việc phạt hiển thị kết cấu DNA, mọi bước tiến lâu năm đã có được trong phát âm biết về tính tinh vi với nhiều chủng loại của hệ gen. Một loạt thay đổi về hóa chất tương tự như máy sẽ cung cấp cho sự khởi đầu của Dự án Hệ gene người.

Tuy nhiên, tiêu giảm về giữ lượng xử trí cùng Ngân sách cao của giải trình tự là phần lớn ngăn cản chủ yếu vào thời đặc điểm này. Sự trình làng của gốc rễ giải trình trường đoản cú hiệu năng cao thứ nhất vào giữa những năm 2000 đang có tác dụng sút 50.000 lần giá cả giải trình từ hệ ren so với ngân sách trước kia của Dự án Hệ gene fan, và được đặt tên là: giải trình tự thế kỷ mới (NGS – Next Generation Sequencing).

Giải trình trường đoản cú ren thế hệ mới là công nghệ được cho phép lời giải bên cạnh đó hàng nghìn trình trường đoản cú DNA cùng lúc, thông qua đó góp nâng cao công suất của quá trình giải thuật cỗ gen của sinh thiết bị nói phổ biến cùng hệ gene bạn nói riêng.

Trong suốt rộng một thập kỷ qua, các kỹ thuật NGS vẫn liên tiếp “tiến hóa” – tăng lưu lượng giải pháp xử lý lên 100 cho 1000 lần – với đã đóng góp vào đều đổi mới mang tính chất bí quyết mạng nhằm đẩy lùi tính phức hợp của hệ gen.

Những tiến bộ này đưa về phxay hiểu trình từ bỏ với độ lâu năm có thể bằng cả hệ gen (hàng tỉ cặp base), đôi khi Chi tiêu cho 1 lần giải trình từ bỏ hệ gen bạn sút chỉ từ 1000 USD, vì thế giải trình trường đoản cú không chỉ là bị bó eo hẹp trong các nghiên cứu và phân tích cơ phiên bản mà lại còn là một ứng dụng lâm sàng thường nhật.

Dẫu vậy, hầu như hiện đại của NGS cũng chưa phải không tồn tại giảm bớt.

Các căn nguyên NGS cung cấp lượng tài liệu cực lớn, tuy nhiên cũng đi liền cùng với tỉ trọng không đúng số (~0.1–15%) cao hơn nữa cùng độ dài từng phxay phát âm hay ngắn lại hơn nữa (35 – 700 bp so với các cách thức đọc trình từ bỏ ngắn) đối với nền tảng giải trình từ truyền thống cuội nguồn của Sanger, yên cầu đề xuất khám nghiệm tinh vi những kết quả, đặc biệt quan trọng nếu muốn vạc hiện nay biến tấu với các ứng dụng lâm sàng.

Mặc mặc dù giải trình tự đoạn nhiều năm đã thừa qua tiêu giảm về kích thước của NGS, nó vẫn hơi mắc đỏ cùng bao gồm lưu lượng xử trí phải chăng rộng các nền tảng khác. Cuối cùng, NGS đã cần tuyên chiến đối đầu với những nghệ thuật thay thế khác có tác dụng triển khai các ứng dụng tương tự mà lại giá lại thấp rộng, như DNA microarray, NanoString, qPCR.

Bài viết dưới đây nhận xét các giải pháp tiếp cận không giống nhau vào technology giải trình từ gen thay hệ mới – NGS cũng tương tự hiểu rõ mọi văn minh mới đây vào lĩnh vực này sẽ chuyển đổi tuyến đường nghiên cứu và phân tích hệ ren ra sao.

Các phương thức được kể chi tiết cùng với gần như ưu nắm với điểm yếu.

Lịch sử cải tiến và phát triển giải trình trường đoản cú ren cầm hệ mới

Thế hệ 1: Phương pháp của Frederiông chồng Sanger. Dừng đột nhiên bội phản ứng tổng hợp chuỗi DNA bằng dideoxynucleotide

Thế hệ 2:

– Phương pháp Pyrosequencing. Đo lượng PPi giải pngóng vào bội nghịch ứng tổng vừa lòng chuỗi DNA

– Pmùi hương pháp Ion Semiconductor. Đo biểu hiện ion H+ giải pngóng ra vào bội phản ứng tổng hợp chuỗi DNA

– Phương thơm pháp của Illumimãng cầu. Đo biểu lộ từng loại huỳnh quang đãng tích hợp nucleotide vào bội nghịch ứng tổng hòa hợp chuỗi DNA

Thế hệ 3: Giải trình trường đoản cú dựa trên các chuyên môn so sánh biểu hiện đối kháng phân tử. Phân tích tức khắc bộc lộ đối chọi phân tử huỳnh quang đãng đã nhập vào nucleotide vào phản bội ứng tổng đúng theo 1 chuỗi DNA vào lỗ nano.

Và sẽ đã tiếp cận đến vắt hệ sản phẩm 4 

Giải trình từ ráng hệ thiết bị nhất

Ngulặng tắc: triển khai bội nghịch ứng PCR cùng với khuôn là trình trường đoản cú cần biết, quá trình tổng hòa hợp vẫn ra mắt thì có tác dụng ngừng bỗng nhiên. Hỗn đúng theo phản nghịch ứng cất các đoạn DNA mới được tổng hợp tất cả form size hay điểm làm chấm dứt tổng hòa hợp thay mặt đại diện mang lại tất cả những đoạn DNA khác biệt nhau chỉ một nu.

Quy trình: trước khi DNA được giải trình trường đoản cú, nó nên được biến tính thành những mạch đơn nhờ vào ánh sáng. Tiếp theo, một mồi gắn vào trong 1 trong các các mạch khuôn đơn. Mồi được ghi lại bằng pđợi xạ tốt huỳnh quang đề nghị sản phẩm ở đầu cuối rất có thể được phạt hiện tại bên trên bạn dạng gel năng lượng điện di. Lúc mồi sẽ tích hợp DNA, dung dịch được chia thành 4 ống, ghi chú là “A”, “T”, “G”, và “C”. Sau đó những chất được bổ sung cập nhật vào các ống này:

– Ống “G”: ddGTP cùng DNA polymerase


*

Nguim lý của giải trình trường đoản cú Sanger


– Ống “A”: ddATP cùng DNA polymerase

– Ống “T”: ddTTP. cùng DNA polymerase

– Ống “C”: ddCTPhường và DNA polymerase

Mỗi ống cất mật độ của một loại ddNTP.. với nồng độ tốt rộng hàng trăm lần độ đậm đặc dNTP.. khi tổng hợp DNA sẽ diễn ra, dNTPhường. được đã nhập vào mạch đã kéo dãn, nhưng mà bỗng nhiên ddTNPhường cũng hoàn toàn có thể tích hợp với chớp nhoáng làm hoàn thành chuỗi.

Vậy là các sản phẩm khuếch tán có phương pháp form size không giống nhau từng nucleotide được tạo nên. Sản phđộ ẩm trường đoản cú bốn ống “A”, “T”, “G”, “C” được đổi mới tính lần 2 với năng lượng điện di riêng biệt trên gel polyacrylamide nhằm mục đích phân tách những thành phầm theo form size. Gel được chiếu tia UV hoặc tia X, chụp ảnh cùng so với.

Sau này, tất cả 4 làm phản ứng trên được dồn vào một trong những ống với ra mắt đôi khi, trong các số ấy từng dNTP được ghi lại bằng một hóa học huỳnh quang đãng đơn nhất. Hỗn đúng theo sản phẩm được đi qua hệ thống năng lượng điện di mao quản, phân tách các trình trường đoản cú khác nhau từng nucleotide.


*

Cải tiến từ bỏ phương pháp giải trình tự Sanger


Bắt đầu từ nắm hệ thứ hai, những chuyên môn giải trình tự được gọi thông thường là NGS – next generation sequencing.

Giải trình tự cầm hệ đồ vật hai

2.1. Pyrosequencing 

Pyrosequencing là 1 trong những cách thức giải trình từ DNA dựa trên nguyên lý “gọi trình từ bằng tổng hợp”. Nó không giống cùng với giải trình trường đoản cú Sanger làm việc chỗ: dựa trên sự phát hiện tại sự giải pngóng pyrophosphate (PPi) lúc dNTP.. được tiếp tế chuỗi, cố vày chấm dứt chuỗi bằng ddNTPhường.

*
*

Tóm tắt quá trình và nguyên tắc của pyrosequencing.

Quy trình:

Bước 1: Tạo thỏng viện DNA.

DNA được giảm nhỏ tuổi thành các mhình ảnh nhỏ tuổi (300 – 800 bp) cùng với enzyme cắt đầu tù hãm. Các adapter ngắn thêm (A cùng B) tiếp nối được nối vào nhị đầu của từng mảnh DNA. Các adapter này vẫn làm cho trình tự mồi đến emPCR cùng giải trình trường đoản cú, đôi khi đựng một địa chỉ bám streptavidin để tinch sạch mát chủng loại. Thỏng viện DNA khuôn mạch đối chọi (sst-DNA) nghỉ ngơi cuối công đoạn này được Đánh Giá về quality, cùng lượng tối ưu nên đến emPCR được xác minh bằng chuẩn chỉnh độ.

*

Bước 2: PCR nhũ tương (emPCR)

Thư viện sstDNA được thắt chặt và cố định lên DNA capture bead quan trọng đặc biệt. Mỗi bead gồm mang một đoạn sst-DNA tốt nhất. Thư viện đính hạt bead được nhũ tương hóa cùng với những Hóa chất dùng cho khuếch đại vào một các thành phần hỗn hợp dầu nội địa.

Mỗi bead được bắt giữ lại riêng rẽ trong một lò làm phản ứng vô cùng bé dại (microreactor) để tiến hành PCR. Sự khuếch đại tạo ra những mhình ảnh DNA giống nhau cố định và thắt chặt bên trên bead với sệt hiệu theo bead.

Sau khuếch đại vẫn hoàn tất, tất cả hổn hợp chứa bead được chuyển lên dĩa PicoTiter cất những giếng 2 lần bán kính 44 um – chỉ vừa cho một bead lọt được vào.

*

Cách 3: Giải trình từ bỏ các đoạn DNA đang lắp trên mỗi bead tự theo nguyên lý pyrosequencing

Trước không còn, một nhiều loại dNTPhường. nhất mực được bơm vào những giếng trên đĩa Picotiter.

DNA polymearase xúc tác mang đến bội nghịch ứng kéo dãn chuỗi DNA, trên kia những dNTP được liên kết vào chuỗi DNA sẽ giải pđợi ra Pyrophosphate (PPi). Số lượng PPi giải pngóng đang phần trăm cùng với số lượng phân tử của một nhiều loại dNTPhường. được gắn vào chuỗi.

PPi phản nghịch ứng với APS (adenosine 5′-phosphosulfate) để giải pđợi ATPhường. đằng sau sự xúc tác của enzym sulfurylase.

ATP.. là cơ chất mang đến luciferase, xúc tác mang lại bội phản ứng đưa hóa luciferin thành oxyluciferin phạt ra ánh sáng nhận thấy, hoàn toàn có thể ghi lại bởi camera. Cường độ sáng đã xác suất với con số phân tử ATP được tạo nên thành.

Kết thúc làm phản ứng, các dNTP còn thừa lại có khả năng sẽ bị phân diệt vị Apyrase.

Bốn một số loại dNTPhường sẽ được bơm vào vào giếng làm phản ứng luân chuyển nối liền nhau.

*


*

Các phản ứng diễn ra trong một đợt đọc trình từ bỏ bởi pyrosequencing


Bước 4: Ghnghiền nối các đoạn DNA đã được giải trình tự bởi phần mềm tin sinc để tạo thành một trình từ bỏ vừa đủ của genome.

Để gọi thêm, tham khảo Clip sau


Các chũm hệ máy dùng nguyên lý này là Pyrosequencing AB của Viện Công nghệ Hoàng Gia, Uppsala, Thụy điển.với 454 Life Sciences GS của hãng sản xuất Rođậy.

Với gắng hệ giải trình từ này, Ngân sách giải trình từ genome từ bỏ 5000 – 7000 USD bớt còn 1000 – 2000 USD.

Độ nhiều năm phát âm được là 400 bp (kha khá dài) cùng với độ đúng mực càng sau đây càng tăngCông nghệ cao hơn Sanger, giải trình trường đoản cú hệ ren nhưng ko buộc phải tách mẫu chế tác tlỗi việnTlỗi viện DNA rất có thể được mã hóa và bóc riêng biệt trong veo quy trình so với kết quảKhó so với đúng chuẩn những trình trường đoản cú của 1 một số loại Nucleic acid tái diễn liên tục trường đoản cú 6 nu trnghỉ ngơi lên, ví dụ TTTTTTPhức tạp cùng các công đoạnGiá thành cao đối với những phương pháp nuốm hệ 2 không giống.

2.2. Ion Torrent sequencing/Ion semiconductor sequencing

Kỹ thuật khẳng định trình từ bỏ những nucleotide vào DNA thông qua Việc phân phát hiện nay dấu hiệu điện bởi vì ion H+ được giải phóng ra trong quy trình tổng đúng theo DNA bằng những sản phẩm đo pH rất nhỏ tuổi gắn vào chip cảm ứng phân phối dẫn.

*

Cách 1: Tạo thỏng viện DNA:

Cắt DNA hệ ren bởi enzyme giới thiến đầu tùGắn 2 đầu adapter A cùng P1 bởi ligaseNhân bạn dạng quánh hiệu bởi bội nghịch ứng PCR những trình tự gồm 2 đầu A và P1 bằng mồi tất cả trình trường đoản cú bổ sung với adapter A cùng P1.Gắn chọn lọc mạch xuôi và ngược 5’P1 -ssdDNA-3’A lên những microbead (Ion Sphere) với Xác Suất gắn là một bead: 1 DNA. Với việc thêm cả haid đầu, giải trình trường đoản cú được thực hiện hai phía, giúp tăng mức độ đúng mực.

Bước 2: PCR nhũ dịch cùng gửi những bead vào các giếng bao gồm chip gắn thêm đồ vật đo pH rất nhỏ. Mỗi đĩa có tầm khoảng 1,2- 660 triệu giếng tùy theo cố kỉnh hệ máy.

Bước 3: Giải trình trường đoản cú những đoạn DNA sẽ đính thêm trên mỗi bead theo nguyên lý ion semiconductor.

*

Trước tiên, một các loại dNTPhường được bơm vào các giếng trên đĩa.

DNA polymearase xúc tác đến bội phản ứng kéo dãn dài chuỗi DNA, tại đó từng

dNTP được chế tạo chuỗi DNA vẫn giải phóng ra PPi cùng H+. Số lượng H+ giải pchờ đang phần trăm cùng với số lượng phân tử của 1 loại dNTP được đã nhập vào chuỗi.

H+ giải pchờ sẽ làm bớt pH và tăng năng lượng điện ngơi nghỉ ktốt cảm ứng buôn bán dẫn, mang đến chênh lệch năng lượng điện núm của thành phần truyền cảm ứng với lộ diện chiếc năng lượng điện. Tín hiệu điện hóa sẽ được ghi dấn do ứng dụng laptop.

Xem thêm: Trình Bày Cấu Trúc Và Chức Năng Của Bộ Máy Gôngi, Ribôxôm, Bộ Máy Gôngi

Từng các loại dNTPhường sẽ được bơm vào vào giếng làm phản ứng chuyển phiên thông suốt nhau.

Bước 4: Ghép nối các đoạn DNA đã có được giải trình từ bỏ bằng phần mềm tin sinc nhằm tạo thành một trình từ không hề thiếu của genome.

Các vắt hệ máy Ion Torrent PGM hiện nay: PGM314, PGM316, PGM318, PI, PII (2015)

Sử dụng công nghệ cung cấp dẫn chđọng chưa phải quang đãng học tập nhằm đo biểu thị đề xuất thời gian nhanh khô, khối hệ thống đồ vật gọn gàng nhẹThời gian nhanh: 2-3 giờ để phân tích hệ ren ngườiGiá thành chất hóa học thấp rộng đối với những chuyên môn giải trình trường đoản cú NGS khácThỏng viện DNA hoàn toàn có thể được mã hóa với bóc tách riêng rẽ nhìn trong suốt quá trình so với kết quảChiều dài đọc chỉ tầm 100-250 bp (độ đúng mực 99% tại base đồ vật 250 với cao hơn nữa sinh hoạt các base phía trước)Các bước làm việc phức hợp, nhiều công đoạnGiá thành chất hóa học vẫn cao đối với pp SangerKhó đếm được đúng chuẩn trình tự tái diễn liên tục của một nhiều loại nucleotide (vd 7 nucleotide A khó khăn rõ ràng với 8 nucleotide A)

2.3. Illumimãng cầu (Solexa)

Quy trình 

Bạn đề nghị coi đoạn Clip giới thiệu của Illumina trước:


Bước 1. Tạo thỏng viện

Cắt DNA genome thành những mhình ảnh DNAĐiện di nhằm tinh lọc những mhình ảnh DNA tất cả size khoảng 200-300 bp.DNA được xử lý để mang định thêm thêm 1 A vào đầu 3’ hoặc 5’ của từng mạch đối chọi. Sau kia 2 các loại PE adapter gồm chữ T nhô ra được nối với DNA đích (PE adapter). PE adapter tất cả vùng dính cho mồi PCR chính vì như thế có thể chấp nhận được khuếch đại DNA đích cùng với mồi mà ở đầu 5’ bao gồm gắn thêm trình tự Index2-P5 cùng Index1-P7 (rất có thể chỉ việc 1 Index cũng được). (tổng số phần đính thêm khoảng chừng 60 nu).

*
*

Cách 2. Polony-PCR tạo thành các cluster DNA

Trên một tnóng kính gồm những giếng đậy đầy các mồi bổ sung cập nhật với P5 với P7, sẽ cố định và thắt chặt đầu 5’ trên mặt giếng. DNA thư viện sẽ tạo làm việc trên được trở thành tính thành mạch đơn (bởi NaOH) và thả vào giếng để cho links bổ sung với mồi.Mỗi mạch đối chọi DNA được nhân phiên bản thành hàng nghìn (n) copy bằng nghệ thuật PCR theo lý lẽ “bắc cầu”, hình thành những các trình trường đoản cú (cluster)Cắt cùng cọ thải trừ mạch bổ sung cập nhật (Rv-ngược) cùng giữ giàng mạch chủ yếu (Fw-xuôi) để toàn cục các trình trường đoản cú trên cluster là 1 trong chiều Giao hàng mang lại Việc giải trình trường đoản cú chiều thứ nhất.

Cách 3. Giải trình tự DNA trong từng cluster

Thả DNA polymerase cùng mồi vào (mồi lúc này Điện thoại tư vấn là Read1 Seq primer bắt cặp bổ sung cập nhật với PE adapter) cùng với 4 một số loại nu thêm huỳnh quang đãng sở hữu gốc khóa sống 3’OH. Nu bắt cặp bổ sung được tích hợp tuy vậy phản ứng tạm bợ tạm dừng.Tia Laser hấp thụ vào để kích mê thích phân phát huỳnh quang quẻ cùng một camera khắc ghi huỳnh quang khớp ứng với nuGốc khóa được giảm ra, huỳnh quang đãng cũng bị nockout bỏ với cọ trôi cùng rất các nu không đính thêm. Chu trình tái diễn cho đến khi hết độ nhiều năm trình từ bỏ quyên tâm (hết 1 chiều). Sản phẩm phát âm chiều 1 được rửa đi.

*

Tiếp tục bổ sung cập nhật Index1 primer cùng những nhân tố PCR , cách thức giải trình trường đoản cú tương tự như bên trên cho đến khi hết phần Index, thành phầm gọi được rửa đi.Một lần nữa PCR bắc cầu lại được tái diễn tạo ra thành nhiều, cơ mà lần này DNA gắn cùng với mồi xuôi (Fw) bị cắt với cọ trôi.Thả DNA polymerase và mồi vào (mồi lúc này là Read2 Seq primer bắt cặp với PE’ adapter) với 4 nhiều loại nu gắn thêm huỳnh quang. Giải trình từ liên tiếp.
*

Ảnh chụp một tnóng kính nền đính thêm những cluster trình trường đoản cú trong những lúc giải trình từ bỏ diễn ra.


Bước 4: Ráp nối các đoạn trình từ bỏ ghi nhận thấy cùng cách xử trí kết quả.

Các hệ thống lắp thêm cho Illumia Seq: HiSeq, HiScanSQ, Genome Analyzer llx, MiSeq

4 nhiều loại nucleotide được gắn thêm huỳnh quang không giống nhau cần rất có thể so với được các trình từ bỏ của 1 loại nucleotide tái diễn liên tụcThỏng viện DNA hoàn toàn có thể được mã hóa cùng tách riêng biệt trong veo quy trình phân tích kết quảCộng đồng các công ty công nghệ áp dụng khối hệ thống này phổ cập hơn Torrent (Ion) sequencingGiá thành chất hóa học vẫn cao so với Sanger cùng ion torrentChiều nhiều năm đọc chỉ ở mức 200-250 (độ đúng chuẩn 99% tại base thiết bị 250 với cao hơn sống các base phía trước)Thời gian lâu: 23h nhằm phân tích hệ gen người

So sánh 3 đại diện của 3 khối hệ thống giải trình tự cố hệ 2.

*

Giải trình trường đoản cú cụ hệ 3 – Single molecular Real Time Sequencing (SMRT)

Nguyên ổn tắc

Phản ứng giải trình tự ren ngay tức khắc 1-1 phân tử được tiến hành trong một lỗ size nano với đặc thù sệt biệt: chất nhận được quan gần kề biểu hiện huỳnh quang đơn phân tử Lúc hóa học huỳnh quang quẻ tiến liền kề vào lòng của lỗ nano (Zero-Mode Waveguide, ZMW).

Quy trình

– Genome được phân cắt do enzym số lượng giới hạn thành những đoạn cỡ 3000- 15000 bp.

– Các đoạn DNA được lắp với adaptor để primer hoàn toàn có thể bắt cặp.

– DNA được ủ trong những lỗ nano vẫn đựng DNA polymerase cố định trong lòng lỗ.

– Mỗi DNA sẽ tiến hành giải trình từ bỏ theo phép tắc tổng hợp DNA với 4 loại dNTP. đính 4 loại dye huỳnh quang quẻ khác biệt nghỉ ngơi gốc phosphate. Tại 1 thời điểm, chỉ gồm dNTPhường làm sao bổ sung với trình trường đoản cú quan tâm new đến đủ ngay sát đáy lỗ với ngay trước lúc được tích hợp chuỗi, bộc lộ huỳnh quang quẻ cơ mà dNTPhường mang được ghi nhấn vào một khoảnh tự khắc vày camera rất tinh tế, ngay lập tức chớp nhoáng sau đó fluorescent bị giảm với trôi nổi vào môi trường.

– Toàn bộ trình trường đoản cú được giải của các mhình họa DNA sẽ tiến hành ghxay nối cùng so sánh số liệu bằng ứng dụng tin sinh học tập.

Video về giải trình tự chũm hệ 3 – SMRT


* Thông số của hệ thống đồ vật giải trình trường đoản cú nguyên tắc SMRT của Pacific Bioscience RS

*

Giải trình từ nuốm hệ sản phẩm 4 – Oxford Nanopore DNA Sequencing Technology

Giải trình từ ngay thức thì dựa vào tín hiệu năng lượng điện phân tử 

Pmùi hương pháp này thực hiện mẫu điện để đi lại một chủng loại chưa chắc chắn qua một lỗ đường kính chỉ 1 nm.

Một protein nanopore được gắn lên một màng polymer ko dẫn năng lượng điện.

Hệ thống này luôn luôn cất một dung dịch điện ly – Khi nhưng đặt vào trong 1 năng lượng điện ngôi trường ko đổi, một mẫu điện rất có thể xuất hiện thêm trong hệ thống.

Độ Khủng của cường độ loại năng lượng điện qua mặt phẳng lỗ nano phụ thuộc vào kích cỡ của lỗ nano cũng giống như nhân tố của DNA/RNA vẫn mắc trên lỗ nano đó.

Khi đủ ngay gần cùng với lỗ, những chủng loại làm cho biến hóa đặc thù về cường độ loại năng lượng điện qua bề mặt lỗ. Tổng năng lượng điện qua lỗ bởi tích phân phương diện của cường độ chiếc điện tung qua bề mặt lỗ thân khoảng thời gian t1 và t2.


*

Nanopore cùng những hệ thống thứ giải trình tự thay hệ 4


Hai loại lỗ nano đang được quyên tâm là Alpha hemolysin (αHL) từ bỏ vi khuẩn và Mycobacterium smegmatis porin A (MspA) để vận dụng mang lại giải trình từ bỏ.


Lúc bấy giờ gồm 3 thứ giải trình từ áp dụng hình thức này.

MinION flow cell tất cả kích thước tiếp thu, chứa cho tới 512 kênh nanopore.GridION sử dụng 5 MinION đồng thời.PromethION đựng 48 flow cell có thể vận động riêng biệt rẽ, từng cell có mang lại 3000 lỗ nano.

Thông số nghệ thuật của một trong những sản phẩm giải trình tự

*
*

Ứng dụng giải trình trường đoản cú gene thay hệ mới

Ứng dụng NGS vào xét nghiệm di truyền

Theo những thống kê, khoảng tầm 5-10% các ca ung tlỗi là vì DT.

Quá trình tạo nên với tích điểm hầu hết bỗng nhiên đổi mới gen diễn ra trải qua không ít gắng hệ trong gia đình đang có tác dụng ngày càng tăng nguy cơ tiềm ẩn mắc ung tlỗi.

Các nghệ thuật vào xét nghiệm DT đã được cách tân và phát triển nhằm mục đích phân phát hiện các chợt biến gene gây ra bệnh dịch DT cùng những dạng ung tlỗi. Qua đó, các bác sĩ sẽ có thêm báo cáo trong quá trình hỗ trợ tư vấn di truyền, chẩn đoán đúng chuẩn nguyên ổn nhân tạo bệnh dịch cùng chắt lọc phác đồ gia dụng chữa bệnh cân xứng.

*

Xét nghiệm DT đã có cấp phép thực hiện tại Mỹ cùng các nước châu Âu từ không ít năm vừa qua.

Các nghệ thuật xét nghiệm cơ bạn dạng như hóa tế bào miễn dịch, FISH, realtime PCR xuất xắc giải trình từ bằng phương pháp Sanger đã giúp phát hiện bỗng vươn lên là làm việc một vài gen một mực với cho biết phần đa đột vươn lên là đó tất cả liên quan tới ung thư và bệnh di truyền.

Tuy nhiên, bên trên thực tiễn đang không tồn tại phương pháp ảnh hưởng 1:1 đối với bỗng dưng phát triển thành gene và kĩ năng khiến căn bệnh, nhưng mà hay là có rất nhiều gene liên quan cho quy trình tạo nên bệnh dịch cùng nhiều gene lại không lộ diện những đột trở nên sệt hiệu.

Vì thế, sự cải cách và phát triển của giải trình từ gen thế hệ mới (NGS) đã hỗ trợ những nhà công nghệ đã có được bức ảnh toàn diện cùng chi tiết hơn lúc thực hiện các xét nghiệm ren di truyền, qua đó có tác dụng phát hiện gần như gen chưa chắc chắn nhưng tất cả liên quan tới quá trình khởi phát bệnh dịch với cả phần nhiều dạng hiếm gặp quan trọng của bỗng dưng đổi mới ren xẩy ra trong thực tế.

Bảng thống kê lại các gen liên quan đến bệnh dịch ung thư

Loại ung thưSố lượng genGen
Ung tlỗi vú cơ bản (Breast Cancer)6BRCA1, BRCA2, TP53, PTEN, CDH1, STK11
Ung tlỗi đại trực tràng (Colorectal Cancer)17APC, BMPR1A, CDH1, CHEK2, EPCAM, GREM1, MLH1, MSH2, MSH6, MUTYH, PMS2, POLD1, POLE, PTEN, SMAD4, STK11, TP53
Ung thỏng buồng trứng (Ovarian Cancer)24ATM, BARD1, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CHD1, CHEK2, EPCAM, MLH1, MRE11A, MSH2, MSH6, MUTYH, NBN, NF1, PMS2, PTEN, RAD50, RAD51C, RAD51D, STK11, TP53, PALB2, SMARCA4
Ung tlỗi phổi (Lung Cancer)11EGFR, BRAF, KRAS, NRAS, ALK, ERBB2, MET, ROS1, RET, DDR2, PIK3CA

Xác định tự dưng biến đổi mới bằng NGS

trong những áp dụng của NGS đó là kỹ thuật WES – Whole Exome Sequencing và WGS – Whole Genome Sequencing.

WES cho phép giải thuật cục bộ trình trường đoản cú DNA của các gen mã hóa (là những gen chính sách đến đông đảo protein công dụng cố thể).

WGS có khả năng giải trình từ bỏ tất cả cỗ gene của một sinh vật dụng, bao hàm toàn cục DNA trong tế bào, qua đó rất có thể phát hiện tại những bỗng trở thành tế bào loại sinc dục cùng các đột nhiên biến soma mới và hi hữu chạm chán.

Trong nhiều năm nay, công nghệ NGS đã làm được ứng dụng thành công bên trên thực tế để xác định đột nhiên trở nên new của tương đối nhiều dạng ung tlỗi như ung tlỗi con đường tụy, ung thỏng bóng đái, ung thỏng biểu tế bào tế bào thận, ung tlỗi phổi tế bào nhỏ tuổi, ung thỏng con đường chi phí liệt, ung thư vú, ung thỏng đại trực tràng…

Phát hiện ADN của tế bào ung tlỗi trong hệ tuần hoàn bởi NGS

Trong huyết của những người bệnh ung thỏng thường xuyên chứa những tế bào ung thư tuần trả (CTC – Circulating tumor cells) và DNA tự do của những tế bào ung tlỗi tuần hoàn (ctDNA – cell không tính phí tumor DNA).

Công nghệ bây giờ cho phép thuận tiện thu nhận ra CTC với ctDNA trải qua dịch sinc thiết cùng thực hiện giải trình từ bỏ gen trên hệ máy NGS.

Giải trình trường đoản cú từ bỏ các mẫu mã sinc thiết lỏng là phương thức bao gồm tác dụng cao trong việc chọn lọc các chỉ vết sinch học (biomarker) nhằm mục tiêu tầm thẩm tra ung tlỗi nghỉ ngơi tiến độ nhanh chóng.

TỔNG KẾT

Trong một vài ba năm tới, chắc chắn rằng sẽ có được thêm những người dân nhập cuộc nhằm thường xuyên dân chủ hóa nghành này cùng với các giải pháp giải trình tự bắt đầu.

GenapSys (đối tác doanh nghiệp của Sigma-Aldrich), với sản phẩm giải trình từ kích thước bởi “hộp cơm trắng trưa”; Genia (Roche) cùng với phương thức giải trình trường đoản cú nanopore mới; với vừa mới đây là Firefly (Illumina) cùng với technology CMOS 1-1 kênh, tất cả chúng ta hầu hết tulặng tía sẽ đón đầu về Ngân sách với tiết kiệm thời gian cho các vận dụng lâm sàng.

Cuối cùng, NanoString Technologies cùng với phương pháp lai không sử dụng enzyme, GnuBio (Bio-Rad) với phương pháp phụ thuộc FRET với Electron Optica với cùng một khối hệ thống dựa vào hiển vi điện tử, hầu như nhằm mục tiêu phương pháp mạng hóa bài toán giải trình từ bỏ. Các nghệ thuật NGS hiện thời với tới đây sở hữu tiềm năng được cho phép cải cách công nghệ, bao hàm giải trình trường đoản cú trực tiếp RNA, protein, quan sát và theo dõi thời hạn thực hệ gene của đồ khiến bệnh dịch hoặc y học tập cá thể phụ thuộc vào giải trình tự hệ ren của từng bạn.

Xem thêm: Danh Sách Công Ty Khu Chế Xuất Tân Thuận, Tại Khu Công Nghiệp

Các chúng ta cũng có thể xem thêm Đánh Giá này, mặc dù sẽ tương đối khó phát âm.

Hệ gen là gì?

Chẩn đân oán căn bệnh di truyền hãn hữu gặp

Thiết kế tinh vi rubi cùng bạch kyên tăng kết quả hóa trị

Biên dịch và tổng hợp: icebergCố vấn khoa học: TS. Đặng Trần Hoàngeshopdaroana.com


Chuyên mục: Blogs