Language
Country/Area
No result found
Menguraikan sekuensing gen: Bagaimana teknologi NGS menghasilkan miliaran sekuens dalam sekali proses?
Dengan pesatnya perkembangan genomik, teknologi sequencing generasi berikutnya (NGS) telah menjadi alat yang sangat penting. Sejak dikomersialkan pada tahun 2005, NGS telah mengubah cara komunitas ilmiah mempelajari genom. Kunci dari teknologi ini adalah kemampuannya untuk menghasilkan miliaran sekuens DNA dalam sekali jalan, yang sangat meningkatkan efisiensi dan efektivitas biaya sequencing gen.
Massive parallel sequencing, atau sequencing generasi berikutnya (NGS), mengacu pada berbagai teknologi sequencing DNA berthroughput tinggi yang menggunakan konsep pemrosesan paralel skala besar untuk menganalisis sekuens DNA.
Proses operasi teknologi NGS terutama dibagi menjadi beberapa langkah: pertama, fragmen DNA dari berbagai sumber dibuat menjadi pustaka sequencing melalui metode PCR; kemudian, sekuens ditentukan oleh sintesis, yang secara fundamental berbeda dari metode terminasi rantai tradisional. perbedaannya. Dalam sistem NGS, templat DBA dipisahkan secara spasial dalam sel aliran dan diurutkan secara bersamaan dan paralel. Arsitektur ini memungkinkan ratusan hingga ribuan gigabase sekuens dihasilkan dalam sekali proses.
Teknologi ini tidak hanya mengurangi biaya pengurutan setiap genom secara signifikan, tetapi juga mengubah pendekatan pengurutan genom dalam ilmu biomedis.
Dengan pesatnya perkembangan teknologi pengurutan generasi berikutnya, berbagai platform yang berbeda telah muncul di pasaran, masing-masing dengan spesifikasi teknis dan aplikasinya yang unik. Mengingat perubahan yang cepat dalam platform NGS, waktu proses teknologi ini dan output per proses terus-menerus disesuaikan.
Dalam hal persiapan templat, NGS dapat dilakukan melalui dua metode: satu adalah templat molekul DNA tunggal yang diperkuat, dan yang lainnya adalah penggunaan langsung templat molekul DNA tunggal. Di antara metode-metode tersebut, PCR lateks (emPCR) dan amplifikasi rolling circle merupakan metode amplifikasi templat yang paling umum.
Dalam PCR lateks, pustaka DNA pertama-tama disiapkan dengan memecah DNA genom secara acak untuk menghasilkan fragmen DNA untai tunggal, yang kemudian ditempelkan pada mikrobead dengan adaptor atau konektor untuk amplifikasi.
Dengan kemajuan teknologi, banyak platform NGS telah mulai menggunakan teknologi amplifikasi rolling circle gridded, yang mencapai dan menangkap amplifikasi molekul DNA tunggal pada titik-titik grid yang lebih kecil dari DNA. Teknologi ini tidak hanya aman, tetapi juga lebih meningkatkan akurasi sekuensing.
Dalam hal metode sekuensing, sistem NGS umumnya menggunakan sekuensing sintesis, sekuensing cahaya fokus, dan kimia terminasi reversibel, yang masing-masing memiliki karakteristiknya sendiri. Beberapa metode, seperti sintesis, memperoleh informasi urutan dengan mendeteksi penambahan nukleotida oleh DNA polimerase selama sintesis DNA.
Teknologi ini memungkinkan urutan sejumlah besar sampel dilacak pada saat yang sama, sehingga secara signifikan meningkatkan jumlah data yang dapat kita peroleh.
Bagi para peneliti yang mencari akurasi yang lebih tinggi, teknologi pengurutan waktu nyata Pacific Biosciences tidak diragukan lagi merupakan inovasi yang patut diperhatikan. Teknologi ini dapat mencapai akurasi yang sangat tinggi dengan mencitrakan penggabungan nukleotida berlabel pewarna secara terus-menerus selama sintesis DNA.
Kekuatan pendorong utama teknologi NGS terletak pada skalabilitas dan karakteristik throughput tinggi, yang membuat skenario aplikasinya dalam arkeologi, diagnosis medis, dan ilmu biologi lainnya menjadi lebih luas. Namun, seiring dengan terus berkembangnya teknologi, dapatkah teknologi ini benar-benar mencapai kemungkinan pengurutan yang tidak terbatas?
