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Décodage du séquençage des gènes : comment la technologie NGS génère-t-elle des milliards de séquences en une seule exécution ?
Dans le cadre du développement rapide de la génomique, la technologie de séquençage de nouvelle génération (NGS) est devenue un outil extrêmement important. Depuis sa commercialisation en 2005, NGS a transformé la manière dont la communauté scientifique étudie les génomes. La clé de cette technologie réside dans sa capacité à générer des milliards de séquences d’ADN en une seule fois, améliorant ainsi considérablement l’efficacité et la rentabilité du séquençage génétique.
Le séquençage parallèle à grande échelle, ou séquençage de nouvelle génération (NGS), fait référence à une variété de technologies de séquençage d'ADN à haut débit qui utilisent le concept de traitement parallèle massif pour analyser les séquences d'ADN.
Le processus de fonctionnement de la technologie NGS est principalement divisé en plusieurs étapes : premièrement, les fragments d'ADN provenant de différentes sources sont transformés en bibliothèques de séquençage par des méthodes PCR ; ensuite, la détermination des séquences est effectuée par des méthodes synthétiques, qui sont fondamentalement différentes des méthodes traditionnelles ; méthode de terminaison de chaîne la différence. Dans le système NGS, les modèles DBA sont spatialement séparés dans la Flow Cell et séquencés en parallèle en même temps. Cette architecture peut générer des centaines, voire des milliers de gigabases de séquences en une seule exécution.
Cette technologie réduit non seulement considérablement le coût du séquençage par génome, mais elle modifie également l'approche du séquençage du génome dans la science biomédicale.
Avec le développement rapide de la technologie de séquençage de nouvelle génération, diverses plates-formes différentes ont émergé sur le marché, chacune avec ses propres spécifications techniques et applications. Compte tenu de l’évolution rapide des plates-formes NGS, les temps d’exécution et le rendement par exécution de ces technologies sont constamment ajustés.
En termes de préparation de matrices, le NGS peut être réalisé par deux méthodes : l'une est l'amplification d'une matrice de molécule d'ADN unique et l'autre est l'utilisation directe d'une matrice de molécule d'ADN unique. Parmi elles, la méthode PCR au latex (emPCR) et la méthode d’amplification en cercle roulant sont les méthodes d’amplification de matrice les plus courantes.
Dans la PCR au latex, une bibliothèque d'ADN est d'abord amplifiée en divisant de manière aléatoire l'ADN génomique pour générer des fragments d'ADN simple brin, qui sont ensuite attachés à des microbilles avec des adaptateurs ou des connecteurs.
Avec les progrès de la technologie, de nombreuses plates-formes NGS ont commencé à utiliser la technologie d'amplification à cercle roulant en grille, qui amplifie des molécules d'ADN uniques et les capture sur des points de grille plus petits que l'ADN. Cette technologie est non seulement sûre, mais améliore également la précision du séquençage.
En termes de méthodes de séquençage, les systèmes NGS utilisent généralement des méthodes de séquençage synthétique, des méthodes de séquençage par lumière focale et des méthodes chimiques de terminaison réversible. Chacune de ces méthodes a ses propres caractéristiques. Certaines méthodes, telles que les méthodes de synthèse, obtiennent des informations sur les séquences en détectant l'ajout de nucléotides par l'ADN polymérase lors de la synthèse de l'ADN.
Cette technologie permet de suivre la séquence d'un grand nombre d'échantillons en même temps, augmentant ainsi considérablement la quantité de données obtenues.
Pour les chercheurs qui recherchent une plus grande précision, la technologie de séquençage en temps réel proposée par Pacific Biosciences est sans aucun doute une innovation digne d'attention. Cette technique permet d'obtenir une précision extrêmement élevée en imageant l'ajout continu de nucléotides marqués par un colorant pendant la synthèse de l'ADN.
La principale force motrice de la technologieNGS réside dans son évolutivité et ses caractéristiques à haut débit, ce qui rend les scénarios d'application dans les domaines de l'archéologie, du diagnostic médical et d'autres sciences biologiques. Cependant, à mesure que la technologie continue de se développer, cette technologie peut-elle réellement offrir des possibilités de séquençage illimitées ?
