211service.com
Kluczowe rozwiązanie dla sekwencjonowania pojedynczych cząsteczek
Rozwiązanie obliczeniowe dla technologii sekwencjonowania jednocząsteczkowego DNA może doprowadzić do szerszego wykorzystania najnowszej generacji czytników genów.
Nowe technologie sekwencjonowania DNA, takie jak te oferowane przez Oxford Nanopore i Pacific Biosciences, mogą bezpośrednio odczytywać pojedynczą cząsteczkę DNA i zapewniają jaśniejszy obraz organizacji genomu i jego zawartości genetycznej. Ale technologia ma wysoki wskaźnik błędów. Oznacza to, że zbyt często widzi niewłaściwy nukleotyd — A, T, G lub C — w nici DNA.
W nowym Biotechnologia Przyrody W artykule naukowcy pokazują, jak znacznie poprawić sekwencjonowanie pojedynczych cząsteczek, wykorzystując metodę do poprawy wyników z Nauki biologiczne Pacyfiku ' technologia. Technika może mieć szerokie zastosowanie w innym sekwencjonowaniu pojedynczych cząsteczek, takim jak podejście Oxford Nanopore.
Większość sekwencjonerów DNA, w tym te napędzające boom badań nad genomem medycznym, odczytuje informacje genetyczne ze skomplikowanego zbioru wielu fragmentów DNA. Wymagają wielokrotnego skopiowania genomu i pocięcia go na maleńkie pasma DNA, które następnie zostaną odczytane przez sekwencer i złożone z powrotem, zwykle przy pomocy istniejącej sekwencji genomu w celu porównania.
Ale nowe pokolenie czytelników może badać dłuższe nici DNA, dostarczając więcej informacji na temat wzorców dziedziczenia genów i ogólnej struktury genomu. Dłuższe fragmenty DNA ułatwiają również naukowcom składanie genomu, gdy nie ma standardu, do którego można by się odnieść. Chociaż jest droższy w przypadku dużych, złożonych genomów, może być lepszym sposobem uzyskiwania genomów referencyjnych różnych mniej zbadanych gatunków, w tym niektórych ważnych roślin uprawnych. I chociaż jeszcze tego nie ma, takie sekwencjonowanie pojedynczych cząsteczek może w końcu być lepsze do sekwencjonowania unikalnych genomów, takich jak te z nowotworów, które mają wiele mutacji.
Ogólnie analiza pojedynczych cząsteczek istnieje od lat, ale jej poziom błędów był tak wysoki – około 15% – że nie uznano jej za wiarygodną metodę sekwencjonowania. W nowym artykule naukowcy z Cold Spring Harbor Laboratory w Nowym Jorku odkryli, jak radykalnie zmniejszyć ten wskaźnik błędów. autor artykułu, Skarb Michała , adiunkt w Cold Spring Harbor, zasadniczo wykorzystywał bardziej konwencjonalną technologię z San Diego Oświetlać aby pomóc poprawić błędy w metodzie jednocząsteczkowej. Wynik jest znacznie lepszy niż przy użyciu samej technologii Pacific Biosciences, mówi. Dane są w zasadzie idealne.
Jego matematyczne korekty, opublikowane jako oprogramowanie open source dla innych naukowców, prawdopodobnie będą miały duży wpływ na rentowność komercyjną Pacific Biosciences, mówi Schatz, dodając, że nie ma żadnego interesu finansowego w firmie. PacBio walczył ostatnio. Nie było pewności, czy technologia się rozwinie, mówi. Teraz, gdy mamy skomputeryzowane rozwiązanie, które jest prawie całkowicie zautomatyzowane, myślę, że umożliwi to szersze zastosowanie tej technologii.
Taka analiza pojedynczych cząsteczek nie zastąpi jednak w najbliższym czasie bardziej konwencjonalnej technologii, ponieważ nie jest tak opłacalna w przypadku dużych złożonych genomów, takich jak ludzkie, według David Jaffe oraz Chad Nusbaum, eksperci od genomiki z Broad Institute w Cambridge, Massachusetts. Ale może się przydać przy rozwiązywaniu konkretnych problemów. Najwyraźniej czerpiesz z tego korzyści. Trzeba to zrównoważyć z kosztami, mówi Nusbaum.
Jeśli jednak technologię PacBio można w końcu wykorzystać do sekwencjonowania genomów roślin, takich jak kukurydza, byłoby to ogromne osiągnięcie, mówi Nusbaum. Od lat ludzie mówią, że genom kukurydzy jest niemożliwy. Jeśli to może dać ci lepiej wyrażone sekwencje genów, to jest to niezwykle ważne dla agrobiznesu, mówi – zarówno dla rozwoju żywności, jak i biopaliw.