Oxford Nanopore sola DNS sekvencēšanu ar aparatūru, kas ietilpst USB

El descubrimiento que cambiará el mundo (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DNS sekvencētājs, kas izceļas ilgstoši, var sniegt atbildi uz cilvēka genoma nepilnībām


Autors Heather Hamilton, rakstnieks

2012. gadā Oxford Nanopore atklāja secīgu USB ierīci, kas nav lielāka nekā tipisks USB disks, kas ir mazāks nekā kāršu klājs. Lai gan inovatīvi, tas bija problemātisks - daži kavējumi un virkne neprecizitāšu. Ņemot vienas dubultās spirāles virzienus un ievietojot tos caur proteīna porām, sequencer sūta nelielu strāvas daudzumu caur porām. Ars Technica ziņo, ka četri DNS bāzes katrs radīja izmaiņas spriegumā, kas tika izmantots, lai izlasītu DNS atsevišķi.

Sešus gadus vēlāk pētnieki ir atklājuši jaunu lietojumu nanoporā, koncentrējoties uz to, ko tā labi dara. Pētījumā, kas publicēts Nature Biotechnology, pētnieki apraksta, cik garš lasījums, ko nodrošina sekvencētājs, ļauj veikt cilvēka genomu sekvencēšanu apgabalos, kuri agrāk izturējās pret raksturojumu. Ierīce varētu arī noteikt divus hromosomu komplektus no otras un noteikt epigenētiskās kontroles apgabalus visā genomā.

Sekvenciatoru izstrādāja profesors Niks Lomans Birmingemas Universitātes Mikrobioloģijas un infekcijas institūtā un Ph.D. students Josh Quick. Ātrs spēlēja lielu lomu, izstrādājot ilgi lasāmo metodi.

Kaut arī ierīce joprojām ir pakļauta kļūdām, tas izceļas, kur nepareizi ir sekvencētāji ar lielāku precizitāti, proti, ja tiem tiek prasīts izlasīt DNS gabalos, kuru lielums pārsniedz 200 bāzes. Kad DNS ir atkārtota, citas programmatūras cīnās. Kopā ļoti precīzas ierīces un Oxford Nanopore mazākā ierīce piedāvā kompromisu, sniedzot secības un pēc tam demonstrējot, kā secības veido lielākas porcijas.

Pētījumā pētīti veidi, kā radīt vislabāko iespējamo nanoporu sekvenci, izmantojot dažādus programmatūras risinājumus un sprieguma datu interpretāciju. Veicot vairākus lasījumus un izmantojot vairākas metodes, pētnieki sasniedza precizitāti 99, 44%.

Ars Technica skaidro, ka, tā kā mēs mantojam divas katras hromosomas kopijas - vienu no katra vecāka - pamatā esošā DNS ilgstoši ir vienāda, lai arī kopijas ir atšķirīgas. Tas nozīmē, ka īss DNS lasījums nevar noteikt, kurš ir. Šajā gadījumā ļoti svarīgs ir nanoporas lasījums. Savu eksperimentu laikā pētnieki atklāja, ka viņi var lasīt garumus līdz pat 882 000 bāzēm, ko sākotnējā projektā nevarēja izdarīt, lai sakārtotu cilvēka genomu. Viņi prognozē, ka šī jaunā programma varētu palīdzēt aizpildīt visus sākotnējā genoma projekta trūkumus.

Pētnieki veica dažas problēmas, atklājot, ka kopējais faila formāts, ko izmanto, lai uzglabātu DNS datus, nebūtu aprīkots, lai apstrādātu pārāk ilgas secības, izraisot analīzes programmatūras darbības traucējumus. Protams, ja programmatūru var atjaunināt, lai iekļautu šo iespēju, iespējas ir bezgalīgas.

"Līdz pat pirms gada, nebūtu praktiski grūti sekot veselam cilvēka genomam, bet pateicoties nesenajiem sasniegumiem un jauninājumiem, piemēram, nanoporas tehnoloģijām, mums tagad ir iespēja sekvencēt ļoti garus genoma fragmentus, " saka Loman Birmingemas universitātes paziņojumā presei . Viņš pielīdzina to finierzāģis.

"Viens no svarīgākajiem šī pētījuma atklājumiem bija tas, ka, kaut arī cilvēka genoma atsauce tika pabeigta vai domājama, ka tā ir pabeigta kādu laiku, tajā joprojām ir daudz trūkstošu gabalu, un mēs varējām slēgt dažus no šiem trūkumiem secinot, izstrādājot jaunu metodi, lai izstrādātu šos ļoti ilgi lasītos, izmantojot nanoporu sekvencēšanu, "viņš saka.

Avoti: Ars Technica, Dabas biotehnoloģija, Birmingemas Universitāte
Attēlu avots: Pixabay