Oxford Nanopore menjanjikan penjujukan DNA dengan perkakasan yang sesuai dengan USB

Sequencing DNA (or RNA) | Real-time, Ultra Long-Reads, Scalable Technology from Oxford Nanopore (Julai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Sequencer DNA yang cemerlang dalam bacaan panjang mungkin memberi jawapan kepada jurang dalam genom manusia


Oleh Heather Hamilton, penyumbang penulis

Pada tahun 2012, Oxford Nanopore melancarkan peranti USB jujukan yang tidak lebih besar daripada pemacu USB biasa, lebih kecil daripada dek kad. Walaupun inovatif, ia adalah masalah - beberapa penangguhan dan pelbagai ketidaktepatan. Dengan mengambil helai dua helix dan meletakkannya melalui pori protein, juruterbang menghantar sejumlah kecil arus melalui liang. Ars Technica melaporkan bahawa empat pangkalan DNA masing-masing mencipta perubahan dalam voltan yang digunakan untuk membaca DNA secara individu.

Enam tahun kemudian, penyelidik telah menemui kegunaan baru di nanopore dengan memberi tumpuan kepada apa yang dilakukan dengan baik. Dalam makalah yang diterbitkan dalam Alam Bioteknologi, para penyelidik menggambarkan bagaimana bacaan panjang yang disediakan oleh pengganggu membolehkan sekuel genom manusia dalam bidang yang sebelumnya menentang pencirian. Peranti ini juga boleh menentukan dua set kromosom dari yang lain dan mencari kawasan kawalan epigenetik di seluruh genom.

Penyusunnya dikembangkan oleh Profesor Nick Loman di Institut Mikrobiologi dan Jangkitan di Universiti Birmingham dan Ph.D. pelajar Josh Quick. Cepat memainkan peranan yang besar dalam membangunkan kaedah membaca yang panjang.

Walaupun peranti ini masih terdedah kepada kesilapan, ia sangat unggul di mana penjadualan dengan ketepatan yang lebih tinggi gagal, iaitu ketika mereka diminta membaca DNA dalam ketulan yang lebih tinggi daripada 200 pangkalan. Apabila DNA berulang, program perisian lain bergelut. Bersama-sama, peranti yang sangat tepat dan peranti kecil Oxford Nanopore menawarkan kompromi, memberikan urutan dan kemudian menunjukkan bagaimana urutan membentuk bahagian yang lebih besar.

Penyelidikan meneroka cara-cara untuk menghasilkan urutan terbaik kemungkinan nanopores melalui penyelesaian perisian yang berbeza dan tafsiran data voltan. Dengan melaksanakan pelbagai bacaan dan lukisan pada beberapa kaedah, para penyelidik mencapai ketepatan 99, 44%.

Ars Technica menerangkan bahawa, kerana kita mewarisi dua salinan setiap kromosom - satu daripada setiap orang induk - DNA yang mendasari adalah sama dengan panjangnya, walaupun salinannya berbeza. Ini bermakna bahawa membaca DNA pendek tidak dapat menentukan yang mana. Dalam kes ini, bacaan panjang yang disediakan oleh nanopore adalah penting. Semasa eksperimen mereka, para penyelidik mendapati bahawa mereka dapat membaca panjang setinggi 882, 000 asas, yang tidak dapat dilakukan dalam projek awal untuk menyusun genom manusia. Mereka meramalkan bahawa aplikasi baru ini dapat membantu mengisi semua jurang dalam projek genom asal.

Para penyelidik telah mengalami beberapa masalah apabila mereka mendapati bahawa format fail biasa yang digunakan untuk memegang data DNA tidak dapat diselesaikan untuk mengendalikan urutan yang terlalu lama, menyebabkan perisian analisis menjadi rosak. Sudah tentu, jika perisian boleh dikemas kini untuk memasukkan keupayaan ini, kemungkinannya tidak berkesudahan.

"Sehingga sekalipun setahun yang lepas, tidak mungkin secara sukarela untuk menyusun genom manusia secara keseluruhan, tetapi terima kasih kepada kemajuan dan inovasi baru-baru ini seperti teknologi nanopore, kita kini mempunyai keupayaan untuk menyusun serpihan genom yang sangat panjang, " kata Loman dalam kenyataan akhbar dari University of Birmingham. Dia menyamakannya dengan teka-teki jigsaw.

"Salah satu penemuan yang paling penting dalam kajian ini adalah, walaupun rujukan genom manusia telah selesai atau difikirkan telah selesai beberapa ketika dahulu, ia masih mengandungi banyak bahagian yang hilang, dan kami dapat menutup beberapa jurang dalam urutan dengan membangunkan kaedah baru untuk membangunkan bacaan yang sangat panjang ini menggunakan penjujukan nanopore, "katanya.

Sumber: Ars Technica, Alam Bioteknologi, Universiti Birmingham
Sumber Imej: Pixabay