Language
Country/Area
No result found
Расшифровка последовательности генов: как технология NGS генерирует миллиарды последовательностей за один запуск?
Благодаря быстрому развитию геномики технология секвенирования нового поколения (NGS) стала чрезвычайно важным инструментом. С момента коммерциализации в 2005 году технология NGS изменила подход научного сообщества к изучению генома. Ключевым моментом этой технологии является ее способность генерировать миллиарды последовательностей ДНК за один запуск, что значительно повышает эффективность и экономичность секвенирования генов.
Массовое параллельное секвенирование, или секвенирование следующего поколения (NGS), относится к ряду высокопроизводительных технологий секвенирования ДНК, которые используют концепцию крупномасштабной параллельной обработки для анализа последовательностей ДНК.
Рабочий процесс технологии NGS в основном делится на несколько этапов: сначала фрагменты ДНК из разных источников объединяются в библиотеки секвенирования с помощью метода ПЦР; затем последовательность определяется путем синтеза, что принципиально отличается от традиционного цепного метод прекращения. разница. В системах NGS шаблоны DBA пространственно разделены в проточной ячейке и секвенируются одновременно параллельно. Такая архитектура позволяет генерировать сотни и тысячи гигабаз последовательностей за один запуск.
Эта технология не только значительно снижает стоимость секвенирования каждого генома, но и меняет подход к секвенированию генома в биомедицинских науках.
Благодаря быстрому развитию технологий секвенирования нового поколения на рынке появилось множество различных платформ, каждая из которых имеет свои уникальные технические характеристики и области применения. Учитывая быстрые изменения платформ NGS, время работы этих технологий и производительность за один запуск постоянно корректируются.
Что касается подготовки шаблона, NGS можно выполнить двумя способами: один из них — это амплифицированный шаблон из одной молекулы ДНК, а другой — это прямое использование шаблона из одной молекулы ДНК. Среди них наиболее распространенными методами амплификации шаблонов являются латексная ПЦР (эмПЦР) и амплификация по методу катящегося кольца.
В латексной ПЦР библиотека ДНК сначала подготавливается путем случайного фрагментирования геномной ДНК для получения одноцепочечных фрагментов ДНК, которые затем прикрепляются к микрогранулам с адаптерами или соединителями для амплификации.
С развитием технологий многие платформы NGS начали использовать технологию амплификации по методу катящегося круга, которая позволяет достичь и зафиксировать амплификацию отдельных молекул ДНК в узлах сетки, меньших по размеру, чем ДНК. Эта технология не только безопасна, но и дополнительно повышает точность секвенирования.
Что касается методов секвенирования, то системы NGS обычно используют синтетическое секвенирование, фокальное световое секвенирование и обратимую терминационную химию, каждая из которых имеет свои особенности. Некоторые методы, такие как синтез, позволяют получить информацию о последовательности путем обнаружения добавлений нуклеотидов ДНК-полимеразой во время синтеза ДНК.
Эта технология позволяет отслеживать последовательности большого количества образцов одновременно, значительно увеличивая объем данных, которые мы можем получить.
Для исследователей, стремящихся к более высокой точности, технология секвенирования в реальном времени компании Pacific Biosciences, несомненно, является инновацией, на которую стоит обратить внимание. Эта технология позволяет достичь чрезвычайно высокой точности, визуализируя непрерывное включение меченых красителем нуклеотидов в процессе синтеза ДНК.
Основной движущей силой технологии NGS являются ее масштабируемость и высокая пропускная способность, что расширяет возможности ее применения в археологии, медицинской диагностике и других биологических науках. Однако, поскольку технологии продолжают развиваться, сможет ли эта технология действительно обеспечить неограниченные возможности секвенирования?
