Language
Country/Area
No result found
Revolusi Sequencing Generasi Berikutnya: Apa yang membuat Massive Parallel Sequencing begitu hebat?
Di bidang ilmu biomedis, perkembangan pesat teknologi sekuensing DNA terus mengubah pemahaman kita tentang genom. Massive Parallel Sequencing, juga dikenal sebagai Next-Generation Sequencing (NGS), adalah salah satu teknologi inti dari perubahan ini.
Massive Parallel Sequencing memungkinkan kita menghasilkan 1 juta hingga 43 miliar pembacaan sekuens pendek dalam satu perangkat, sesuatu yang tidak terbayangkan di masa lalu.
Dari tahun 1993 hingga 1998, beberapa teknologi sekuensing DNA berthroughput tinggi dikembangkan dan dikomersialkan setelah tahun 2005. Teknik-teknik ini memanfaatkan platform miniaturisasi dan paralel, yang memungkinkan sejumlah besar data sekuens DNA diperoleh per proses. Dibandingkan dengan sekuensing Sanger tradisional, Massive Parallel Sequencing dapat menyelesaikan sekuensing dalam skala yang lebih besar dan tidak lagi bergantung pada reaksi sekuensing independen.
Proses operasi platform NGS
Untuk platform NGS yang tersedia secara komersial, proses dasar sekuensing DNA biasanya mencakup langkah-langkah berikut. Pertama, pustaka sekuensing DNA dihasilkan oleh amplifikasi klonal PCR in vitro; kedua, penentuan sekuens dilakukan dengan sintesis; dan terakhir, templat DNA teramplifikasi yang terpisah secara spasial ini diurutkan secara paralel tanpa memerlukan langkah pemisahan fisik. Model reaksi paralel ini memungkinkan pembuatan ratusan triliun hingga miliaran sekuens nukleotida per proses, yang sangat memperkaya data sekuens yang tersedia.
Massive Parallel Sequencing tidak hanya menyediakan keluaran data yang lebih tinggi, tetapi juga secara signifikan mengurangi biaya sekuensing, yang sekarang mendekati US$1.000 per genom.
Metode persiapan templat
Dua metode digunakan untuk menyiapkan templat dalam reaksi NGS, satu adalah templat amplifikasi dari molekul DNA tunggal, dan yang lainnya menggunakan templat molekul DNA tunggal secara langsung.
Metode PCR krim
Dalam metode PCR krim, pustaka DNA pertama-tama dibuat, kemudian fragmen DNA untai tunggal ditempelkan ke permukaan manik-manik, yang dienkapsulasi dalam partikel krim air-minyak untuk membentuk mikroreaktor PCR guna mengamplifikasi templat DNA tunggal.
Metode amplifikasi jembatan
Amplifikasi jembatan dicapai dengan menempelkan primer maju dan mundur secara kovalen ke permukaan sel aliran. Teknologi ini banyak digunakan untuk membuat kluster templat berdensitas tinggi untuk NGS, yang cocok untuk reaksi sekuensing berikutnya.
Metode pengurutan
Ada beberapa metode pengurutan NGS utama, termasuk Pengurutan dengan Sintesis, Pirosequencing, dan Pengurutan dengan Kimia Terminator Reversibel.
Prinsip pengurutan sintetis bergantung pada pencernaan endonukleosida DNA polimerase dan menentukan urutan sampel dengan mendeteksi penggabungan setiap nukleotida. Teknologi ini telah diadopsi oleh hampir semua instrumen pengurutan paralel.
Pengurutan nyala menggabungkan bahan pendukung padat dan DNA polimerase yang direkayasa untuk mendeteksi setiap penambahan nukleotida melalui pendaran cahaya instan. Pengembangan teknologi ini telah membuat pengurutan DNA lebih cepat, lebih akurat, dan lebih efisien.
Tren dan tantangan masa depan
Seiring dengan kemajuan teknologi, biaya NGS terus menurun dan jangkauan aplikasinya semakin luas. Namun, teknologi ini masih menghadapi beberapa tantangan, termasuk ketergantungan yang tinggi pada instrumen dan kompleksitas analisis data. Penelitian di masa depan mungkin berfokus pada cara untuk lebih meningkatkan akurasi dan kecepatan pembacaan, dan cara menyederhanakan proses analisis data.
Bagaimana Massive Parallel Sequencing akan lebih memajukan pemahaman kita tentang ilmu kehidupan dalam penelitian genom di masa depan?
Dalam revolusi genomik ini, bagaimana potensi Massive Parallel Sequencing akan memengaruhi masa depan kita?
