Кіріспе
ДНҚ тізбектеу процесін автоматтандыруға арналған ғылыми құрал. ДНҚ тізбектеуші – ДНҚ тізбектеу процесін автоматтандыруға арналған ғылыми құрал. ДНҚ үлгісі берілген кезде, ДНҚ тізбектеуші төрт негіздің реттілігін анықтау үшін қолданылады: G (гуанин), C (цитозин), A (аденин) және T (тимин). Бұл мәліметтер мәтіндік тізбе түрінде беріледі, ол «оқылым» деп аталады. Кейбір ДНҚ тізбектеушілерді оптикалық құралдар деп санауға болады, себебі олар нуклеотидтерге бекітілген флуорохромдардан шығатын жарық сигналдарын талдайды. Ллойд М. Смит ойлап тапқан алғашқы автоматтандырылған ДНҚ тізбектеуші 1987 жылы Applied Biosystems компаниясымен ұсынылды. Ол Сангер тізбектеу әдісін қолданды, бұл технология ДНҚ тізбектеушілердің «бірінші буынының» негізін құрады және 2001 жылы адам геномдық жобасын аяқтауға мүмкіндік берді. Бұл ДНҚ тізбектеушілердің бірінші буыны негізінен таңбаланған ДНҚ фрагменттерінің қозғалысын анықтайтын автоматтандырылған электрофорез жүйелері болып табылады. Сондықтан, бұл тізбектеушілерді генетикалық маркерлерді генотиптеу үшін де қолдануға болады, егер тек ДНҚ фрагментінің (немесе фрагменттерінің) ұзындығын анықтау қажет болса (мысалы, микросателлиттер, AFLP). Адам геномдық жобасы арзан, жоғары өнімді және дәл платформаларды, белгілі «Екінші буын тізбектеушілер» (NGS) деп аталатын құралдарды дамытуға түрткі болды, олар адам геномын тізбектеуге арналған. Оларға 454, SOLiD және Illumina ДНҚ тізбектеу платформалары жатады. «Екінші буын» тізбектеушілердің арқасында ДНҚ тізбектеу жылдамдығы бұрынғы Сангер әдістерімен салыстырғанда едәуір артты. ДНҚ үлгілерін дайындау автоматты түрде 90 минут ішінде жүзеге асырылуы мүмкін.
A DNA sequencer is a scientific instrument used to automate the DNA sequencing process. Given a sample of DNA, a DNA sequencer is used to determine the order of the four bases: G (guanine), C (cytosine), A (adenine) and T (thymine). This is then reported as a text string, called a read. Some DNA sequencers can be also considered optical instruments as they analyze light signals originating from fluorochromes attached to nucleotides. The first automated DNA sequencer, invented by Lloyd M. Smith, was introduced by Applied Biosystems in 1987. It used the Sanger sequencing method, a technology which formed the basis of the "first generation" of DNA sequencers and enabled the completion of the human genome project in 2001. This first generation of DNA sequencers are essentially automated electrophoresis systems that detect the migration of labelled DNA fragments. Therefore, these sequencers can also be used in the genotyping of genetic markers where only the length of a DNA fragment(s) needs to be determined (e. g. microsatellites, AFLPs). The Human Genome Project spurred the development of cheaper, high throughput and more accurate platforms known as Next Generation Sequencers (NGS) to sequence the human genome. These include the 454, SOLiD and Illumina DNA sequencing platforms. Next generation sequencing machines have increased the rate of DNA sequencing substantially, as compared with the previous Sanger methods. DNA samples can be prepared automatically in as little as 90 mins,
More recent, third generation DNA sequencers such as PacBio SMRT and Oxford Nanopore offer the possibility of sequencing long molecules, compared to short read technologies such as Illumina SBS or MGI Tech's DNBSEQ. Because of limitations in DNA sequencer technology, the reads of many of these technologies are short, compared to the length of a genome therefore the reads must be assembled into longer contigs. The data may also contain errors, caused by limitations in the DNA sequencing technique or by errors during PCR amplification. DNA sequencer manufacturers use a number of different methods to detect which DNA bases are present. The specific protocols applied in different sequencing platforms have an impact in the final data that is generated. Therefore, comparing data quality and cost across different technologies can be a daunting task. Each manufacturer provides their own ways to inform sequencing errors and scores. However, errors and scores between different platforms cannot always be compared directly. Since these systems rely on different DNA sequencing approaches, choosing the best DNA sequencer and method will typically depend on the experiment objectives and available budget. and Sanger (1975). Gilbert introduced a sequencing method based on chemical modification of DNA followed by cleavage at specific bases whereas Sanger's technique is based on dideoxynucleotide chain termination. The Sanger method became popular due to its increased efficiency and low radioactivity. The first automated DNA sequencer was the AB370A, introduced in 1986 by Applied Biosystems. The AB370A was able to sequence 96 samples simultaneously, 500 kilobases per day, and reaching read lengths up to 600 bases. This was the beginning of the "first generation" of DNA sequencers, It was developed by 454 Life Sciences and purchased by Roche in 2007. 454 utilizes the detection of pyrophosphate released by the DNA polymerase reaction when adding a nucleotide to the template strain. Roche currently manufactures two systems based on their pyrosequencing technology: the GS FLX+ and the GS Junior System. The GS FLX+ System promises read lengths of approximately 1000 base pairs while the GS Junior System promises 400 base pair reads. A predecessor to GS FLX+, the 454 GS FLX Titanium system was released in 2008, achieving an output of 0.7G of data per run, with 99.9% accuracy after quality filter, and a read length of up to 700bp. In 2009, Roche launched the GS Junior, a bench top version of the 454 sequencer with read length up to 400bp, and simplified library preparation and data processing. One of the advantages of 454 systems is their running speed. Manpower can be reduced with automation of library preparation and semi automation of emulsion PCR. A disadvantage of the 454 system is that it is prone to errors when estimating the number of bases in a long string of identical nucleotides. This is referred to as a homopolymer error and occurs when there are 6 or more identical bases in row. Another disadvantage is that the price of reagents is relatively more expensive compared with other next generation sequencers. In 2013 Roche announced that they would be shutting down development of 454 technology and phasing out 454 machines completely in 2016 when its technology became noncompetitive. Roche produces a number of software tools which are optimised for the analysis of 454 sequencing data. Such as,
GS Run Processor converts raw images generated by a sequencing run into intensity values. The process consists of two main steps: image processing and signal processing. The software also applies normalization, signal correction, base calling and quality scores for individual reads. The software outputs data in Standard Flowgram Format (or SFF) files to be used in data analysis applications (GS De Novo Assembler, GS Reference Mapper or GS Amplicon Variant Analyzer). GS De Novo Assembler is a tool for de novo assembly of whole genomes up to 3GB in size from shotgun reads alone or combined with paired end data generated by 454 sequencers. It also supports de novo assembly of transcripts (including analysis), and also isoform variant detection. Illumina makes a number of next generation sequencing machines using this technology including the HiSeq, Genome Analyzer IIx, MiSeq and the HiScanSQ, which can also process microarrays. The technology leading to these DNA sequencers was first released by Solexa in 2006 as the Genome Analyzer. and Sanger based DNA sequencers such as the 3500 Genetic Analyzer. Under the Ion Torrent brand, Applied Biosystems produces four next generation sequencers: the Ion PGM System, Ion Proton System, Ion S5 and Ion S5xl systems. The company is also believed to be developing their new capillary DNA sequencer called SeqStudio that will be released early 2018. SOLiD systems was acquired by Applied Biosystems in 2006. SOLiD applies sequencing by ligation and dual base encoding. The first SOLiD system was launched in 2007, generating reading lengths of 35bp and 3G data per run. After five upgrades, the 5500xl sequencing system was released in 2010, considerably increasing read length to 85bp, improving accuracy up to 99.99% and producing 30G per 7 day run. and has to some extent limited its use to experiments where read length is less vital such as resequencing and transcriptome analysis and more recently ChIP Seq and methylation experiments. a data analysis package for resequencing, ChiP Seq and transcriptome analysis. It uses the MaxMapper algorithm to map the colour space reads.
Жақында, PacBio SMRT және Oxford Nanopore сияқты «Үшінші буын» ДНҚ тізбектеушілер Illumina SBS немесе MGI Tech DNBSEQ сияқты «қысқа оқылым» технологияларымен салыстырғанда ұзын молекулаларды тізбектеу мүмкіндігін ұсынады. ДНҚ тізбектеуші технологиясының шектеулеріне байланысты, осы технологиялардың көптеген оқылымдары геномның ұзындығымен салыстырғанда қысқа болады, сондықтан оқылымдар ұзын контигтерге біріктірілуі керек. Деректерде ДНҚ тізбектеу техникасының шектеулеріне байланысты немесе ПТР күшейту кезіндегі қателерден туындаған қателер болуы мүмкін. ДНҚ тізбектеуші өндірушілер ДНК-да қандай негіздер бар екенін анықтау үшін әртүрлі әдістерді қолданады. Әртүрлі тізбектеу платформаларында қолданылатын нақты хаттамалар шығарылатын соңғы деректерге әсер етеді. Сондықтан, әртүрлі технологиялардың деректерінің сапасы мен құнын салыстыру қиын міндет болуы мүмкін. Әрбір өндіруші тізбектеу қателері мен бағаларын хабарлаудың өз жолдарын ұсынады. Дегенмен, әртүрлі платформалар арасындағы қателер мен бағаларды әрқашан тікелей салыстыруға болмайды. Бұл жүйелер әртүрлі ДНҚ тізбектеу тәсілдеріне сүйенгендіктен, ең жақсы ДНҚ тізбектеушіні және әдісті таңдау, әдетте эксперименттік мақсаттарға және қол жетімді бюджетке байланысты болады. және Сангер (1975). Гилберт ДНҚ-ның химиялық модификациясына негізделген, содан кейін белгілі бір негіздерде тілінуді жүзеге асыратын тізбектеу әдісін енгізді, ал Сангердің әдісі дидеоксинуклеотидтік тізбек тоқтатуға негізделген. Сангер әдісі жоғары тиімділігі мен төмен радиоактивтілігіне байланысты танымал болды. Алғашқы автоматтандырылған ДНҚ тізбектеуші AB370A болды, ол 1986 жылы Applied Biosystems компаниясымен ұсынылды. AB370A бір уақытта 96 үлгіні тізбектеуге, күніне 500 килобазаға дейін және 600 базаға дейін оқу ұзындығына жете алды. Бұл «бірінші буын» ДНҚ тізбектеушілердің бастамасы болды. Ол 454 Life Sciences компаниясымен әзірленді және 2007 жылы Roche компаниясы сатып алды. 454 ДНҚ полимераза реакциясы кезінде нуклеотид үлгісіне қосылған кезде босатылатын пирофосфатты анықтауды пайдаланады. Roche қазіргі уақытта олардың пиросекуенциялау технологиясына негізделген екі жүйе өндіреді: GS FLX+ және GS Junior жүйелері. GS FLX+ жүйесі шамамен 1000 негіздік жұптарды оқу ұзындығын ұсынады, ал GS Junior жүйесі 400 негіздік жұптарды оқу ұзындығын ұсынады. GS FLX+-ның алдыңғы нұсқасы 454 GS FLX Titanium жүйесі 2008 жылы шығарылды, ол сапалы сүзгіден өткеннен кейін 99,9% дәлдікпен және 700bp-ге дейін оқу ұзындығымен 0,7G деректерді шығаруға қол жеткізді. 2009 жылы Roche компаниясы GS Junior-ді ұсынды, бұл 454 тізбектеушісінің үстелге қойылатын нұсқасы, оқу ұзындығы 400bp-ге дейін, кітапхананы дайындау және деректерді өңдеуді жеңілдетті. 454 жүйелерінің бір артықшылығы – олардың жұмыс жылдамдығы. Кітапхананы дайындауды автоматтандыру және эмульсиялық ПТР-ны жартылай автоматтандыру арқылы жұмыс күшін азайтуға болады. 454 жүйесінің кемшілігі – ол бірдей нуклеотидтердің ұзын тізбегіндегі негіздер санын бағалау кезінде қателерге бейім. Бұл гомополимерлік қате деп аталады және қатар тұрған 6 немесе одан көп бірдей негіздер болған кезде пайда болады. Тағы бір кемшілік – реагенттердің бағасы басқа «Екінші буын» тізбектеушілермен салыстырғанда жоғары. 2013 жылы Roche компаниясы 454 технологиясын дамытуды тоқтатуды және 2016 жылы 454 құралдарын толығымен тоқтатуды жариялады, оның технологиясы бәсекеге қабілетсіз болған кезде. Roche 454 тізбектеу деректерін талдауға арналған бірқатар бағдарламалық құралдарды өндіреді. Мысалы, GS Run Processor тізбектеу жүргізілімінен алынған шиналы суреттерді интенсивтілік мәндеріне айналдырады. Процесс екі негізгі қадамнан тұрады: суретті өңдеу және сигналды өңдеу. Бағдарлама сондай-ақ нормалдауды, сигналды түзетуді, негіздік шақыруды және жеке оқылымдар үшін сапа бағаларын қолданады. Бағдарлама деректерді Стандартты Ағын Форматында (SFF) файлдар түрінде шығарады, оларды деректерді талдау қолданбаларында (GS De Novo Assembler, GS Reference Mapper немесе GS Amplicon Variant Analyzer) пайдалануға болады. GS De Novo Assembler – 454 тізбектеушілермен жасалған шотық оқылымдардан немесе жұптасқан соңғы деректермен біріктірілген 3ГБ дейінгі геномдарды де ново құрастыруға арналған құрал. Ол транскрипттерді де ново құрастыруды (талдауды қоса) және изоформалық варианттарды анықтауды қолдайды. Illumina осы технологияны пайдаланатын бірнеше «Екінші буын» тізбектеушілерді шығарады, оларға HiSeq, Genome Analyzer IIx, MiSeq және HiScanSQ кіреді, олар микромассивтерді де өңдей алады. Бұл ДНҚ тізбектеушілеріне әкелген технология алғаш рет 2006 жылы Solexa компаниясымен Genome Analyzer ретінде ұсынылды және Сангерге негізделген ДНҚ тізбектеушілер, мысалы, 3500 Genetic Analyzer. Ion Torrent бренді астында Applied Biosystems төрт «Екінші буын» тізбектеушіні шығарады: Ion PGM System, Ion Proton System, Ion S5 және Ion S5xl жүйелері. Компания 2018 жылдың басында шығарылатын SeqStudio деп аталатын жаңа капиллярлық ДНҚ тізбектеушіні әзірлеп жатыр деген болжам бар. SOLiD жүйелері 2006 жылы Applied Biosystems компаниясымен сатып алынды. SOLiD лигация арқылы тізбектеу және қос негіздік кодтауды қолданады. Алғашқы SOLiD жүйесі 2007 жылы ұсынылды, ол 35bp оқу ұзындығын және бір жүргізілімде 3G деректерді жасады. Бес жаңартудан кейін 5500xl тізбектеу жүйесі 2010 жылы ұсынылды, ол оқу ұзындығын 85bp-ге дейін едәуір арттырды, дәлдігін 99,99%-ға дейін жақсартты және 7 күндік жүргізілімде 30G өнімділікті қамтамасыз етті. және оны қайта тізбектеу және транскриптомдық талдау сияқты оқу ұзындығының маңызды болмайтын эксперименттерде пайдалануына шектеді, сондай-ақ жақында ChIP Seq және метилдеу эксперименттерінде пайдаланды. қайта тізбектеу, ChiP Seq және транскриптомдық талдауға арналған деректерді талдау жиынтығы. Ол түсті кеңістік оқылымдарын картографиялау үшін MaxMapper алгоритмін пайдаланады.
A DNA sequencer is a scientific instrument used to automate the DNA sequencing process. Given a sample of DNA, a DNA sequencer is used to determine the order of the four bases: G (guanine), C (cytosine), A (adenine) and T (thymine). This is then reported as a text string, called a read. Some DNA sequencers can be also considered optical instruments as they analyze light signals originating from fluorochromes attached to nucleotides. The first automated DNA sequencer, invented by Lloyd M. Smith, was introduced by Applied Biosystems in 1987. It used the Sanger sequencing method, a technology which formed the basis of the "first generation" of DNA sequencers and enabled the completion of the human genome project in 2001. This first generation of DNA sequencers are essentially automated electrophoresis systems that detect the migration of labelled DNA fragments. Therefore, these sequencers can also be used in the genotyping of genetic markers where only the length of a DNA fragment(s) needs to be determined (e. g. microsatellites, AFLPs). The Human Genome Project spurred the development of cheaper, high throughput and more accurate platforms known as Next Generation Sequencers (NGS) to sequence the human genome. These include the 454, SOLiD and Illumina DNA sequencing platforms. Next generation sequencing machines have increased the rate of DNA sequencing substantially, as compared with the previous Sanger methods. DNA samples can be prepared automatically in as little as 90 mins,
More recent, third generation DNA sequencers such as PacBio SMRT and Oxford Nanopore offer the possibility of sequencing long molecules, compared to short read technologies such as Illumina SBS or MGI Tech's DNBSEQ. Because of limitations in DNA sequencer technology, the reads of many of these technologies are short, compared to the length of a genome therefore the reads must be assembled into longer contigs. The data may also contain errors, caused by limitations in the DNA sequencing technique or by errors during PCR amplification. DNA sequencer manufacturers use a number of different methods to detect which DNA bases are present. The specific protocols applied in different sequencing platforms have an impact in the final data that is generated. Therefore, comparing data quality and cost across different technologies can be a daunting task. Each manufacturer provides their own ways to inform sequencing errors and scores. However, errors and scores between different platforms cannot always be compared directly. Since these systems rely on different DNA sequencing approaches, choosing the best DNA sequencer and method will typically depend on the experiment objectives and available budget. and Sanger (1975). Gilbert introduced a sequencing method based on chemical modification of DNA followed by cleavage at specific bases whereas Sanger's technique is based on dideoxynucleotide chain termination. The Sanger method became popular due to its increased efficiency and low radioactivity. The first automated DNA sequencer was the AB370A, introduced in 1986 by Applied Biosystems. The AB370A was able to sequence 96 samples simultaneously, 500 kilobases per day, and reaching read lengths up to 600 bases. This was the beginning of the "first generation" of DNA sequencers, It was developed by 454 Life Sciences and purchased by Roche in 2007. 454 utilizes the detection of pyrophosphate released by the DNA polymerase reaction when adding a nucleotide to the template strain. Roche currently manufactures two systems based on their pyrosequencing technology: the GS FLX+ and the GS Junior System. The GS FLX+ System promises read lengths of approximately 1000 base pairs while the GS Junior System promises 400 base pair reads. A predecessor to GS FLX+, the 454 GS FLX Titanium system was released in 2008, achieving an output of 0.7G of data per run, with 99.9% accuracy after quality filter, and a read length of up to 700bp. In 2009, Roche launched the GS Junior, a bench top version of the 454 sequencer with read length up to 400bp, and simplified library preparation and data processing. One of the advantages of 454 systems is their running speed. Manpower can be reduced with automation of library preparation and semi automation of emulsion PCR. A disadvantage of the 454 system is that it is prone to errors when estimating the number of bases in a long string of identical nucleotides. This is referred to as a homopolymer error and occurs when there are 6 or more identical bases in row. Another disadvantage is that the price of reagents is relatively more expensive compared with other next generation sequencers. In 2013 Roche announced that they would be shutting down development of 454 technology and phasing out 454 machines completely in 2016 when its technology became noncompetitive. Roche produces a number of software tools which are optimised for the analysis of 454 sequencing data. Such as,
GS Run Processor converts raw images generated by a sequencing run into intensity values. The process consists of two main steps: image processing and signal processing. The software also applies normalization, signal correction, base calling and quality scores for individual reads. The software outputs data in Standard Flowgram Format (or SFF) files to be used in data analysis applications (GS De Novo Assembler, GS Reference Mapper or GS Amplicon Variant Analyzer). GS De Novo Assembler is a tool for de novo assembly of whole genomes up to 3GB in size from shotgun reads alone or combined with paired end data generated by 454 sequencers. It also supports de novo assembly of transcripts (including analysis), and also isoform variant detection. Illumina makes a number of next generation sequencing machines using this technology including the HiSeq, Genome Analyzer IIx, MiSeq and the HiScanSQ, which can also process microarrays. The technology leading to these DNA sequencers was first released by Solexa in 2006 as the Genome Analyzer. and Sanger based DNA sequencers such as the 3500 Genetic Analyzer. Under the Ion Torrent brand, Applied Biosystems produces four next generation sequencers: the Ion PGM System, Ion Proton System, Ion S5 and Ion S5xl systems. The company is also believed to be developing their new capillary DNA sequencer called SeqStudio that will be released early 2018. SOLiD systems was acquired by Applied Biosystems in 2006. SOLiD applies sequencing by ligation and dual base encoding. The first SOLiD system was launched in 2007, generating reading lengths of 35bp and 3G data per run. After five upgrades, the 5500xl sequencing system was released in 2010, considerably increasing read length to 85bp, improving accuracy up to 99.99% and producing 30G per 7 day run. and has to some extent limited its use to experiments where read length is less vital such as resequencing and transcriptome analysis and more recently ChIP Seq and methylation experiments. a data analysis package for resequencing, ChiP Seq and transcriptome analysis. It uses the MaxMapper algorithm to map the colour space reads.
Бекман Коултер
Beckman Coulter (қазір Danaher) бұрын CEQ модельдік атауымен тізбекті тоқтату және капиллярлық электрофорезге негізделген ДНК секвенсерлерін, соның ішінде CEQ 8000-ды өндірген. Компания қазір GeXP генетикалық талдау жүйесін шығарады, ол бояғыш терминаторлы секвендеуді қолданады. Бұл әдіс ДНК фрагменттерін денатурациялау, жабысу және ұзарту үшін термоциклді ПТР сияқты пайдаланады, секвенцияланатын фрагменттерді күшейтеді.
Тынық мұхит биотанулары
Pacific Biosciences PacBio RS және Sequel секвенирлеу жүйелерін бір молекулалы нақты уақыт секвенирлеу, немесе SMRT әдісін пайдаланып шығарады. Бұл жүйе мыңдаған негіз жұптарынан тұратын оқу ұзындығын қамтамасыз етеді. Жоғары дәрежедегі бастапқы оқу қателіктері дөңгелек консенсус арқылы – яғни бір ғана тізбек қайта-қайта оқылатын арқылы – немесе оңтайландырылған жинау стратегияларын қолдану арқылы түзетіледі. Ғалымдар осы стратегиялардың 99,9999% дәлдікке жететінін хабарлады. Sequel жүйесі 2015 жылы жоғары сыйымдылығымен және төмен бағасымен нарыққа ұсынылды.
Оксфордтың наноқоры
Оксфорд нанопоралық технологиясының MinION секвенсері нуклеин қышқылының талдауына арналған нанопоралық секвендеу технологиясының дамуына негізделген. Құрылғының ұзындығы төрт дюйм, ол USB портынан қуат алады. MinION молекуласы мембранаға орналастырылған нанопора арқылы секундына 450 база жылдамдығымен тартылып, ДНК-ны тікелей кодтайды. Электр тогының өзгеруі қандай базаның бар екенін көрсетеді. Бастапқыда бұл құрылғы 60-85 пайыздық дәлдікпен жұмыс істеді, ал дәстүрлі машиналарда 99,9 пайыздық дәлдікпен жұмыс істеді. Тіпті дұрыс емес нәтижелер де пайдалы болуы мүмкін, себебі ол ұзақ оқылымдарды қамтамасыз етеді. 2021 жылдың басында Британдық Колумбия университетінің зерттеушілері арнайы молекулалық маркерлерді пайдаланып, бір уақытта көптеген ұзақ ДНК тізбектерін секвендеген кезде құрылғының қателік деңгейін 5-15 пайыздықтан 0,005 пайыздыққа дейін төмендетуге қол жеткізді. MinION негізіндегі тағы екі өнім нұсқасы бар; біріншісі – GridION, ол бір мезгілде бес MinION ағын жасушасын өңдейтін сәл үлкен секвенсер. Екіншісі – PromethION, ол параллель түрде 100 000-ға жуық тесіктерді пайдаланады, бұл жоғары көлемді секвендеу үшін ыңғайлы.
МГИ
MGI ғылыми зерттеулер мен клиникалық қолданбалар үшін, мысалы DNBSEQ G50, DNBSEQ G400 және DNBSEQ T7 сияқты, DNBSEQ технологиясы бойынша жоғары өнімділік секвенсерлерді өндіреді. Ол ДНК нанодоптарды тізбектеу және комбинаторлық зондты бекіту синтезі технологияларына негізделген, онда ДНК нанодоптар (ДНБ) сұйық жүйе арқылы үлгіленген массивтік чипке жүктеледі, ал кейін ДНБ-ның адаптерлік аймағына гибридтеу үшін секвендеу праймері қосылады. DNBSEQ T7 күніне 60 адам геномын қысқа оқылымдар түрінде, өте үлкен масштабта – оқи алады. DNBSEQ T7 SARS CoV 2 немесе COVID-19 геномын 30X ретпен 150 бп жұпталған оқылымдарды тізбектеу үшін пайдаланылды, бұл ауыр COVID-19 ауруына бейімділікті анықтауға мүмкіндік берді. Жаңа техниканы қолдана отырып, Қытай Ұлттық Генбанк зерттеушілері MGI-дің PCR-сіз DNBSEQ массивтерінде PCR-сіз кітапханаларды тізбектеу арқылы алғаш рет нағыз PCR-сіз бүкіл геномды тізбектеуді жүзеге асырды. Nature Medicine журналында жарияланғандай, MGISEQ 2000 COVID-19 науқастарындағы патогенез бен қалпына келуді зерттеу үшін бір жасушалық РНК тізбектеуінде қолданылды.
Салыстыру
ДНҚ тізбектеу технологиясының қазіргі ұсыныстары бойынша басымдық Illumina-ға (2019 жылдың желтоқсаны) тиесілі, одан кейін PacBio, MGI және Oxford Nanopore келеді. + Келесі буын ДНК секвенсерлерінің көрсеткіштері мен өнімділігін салыстыру. Секвенсер Ион Торент PGM 454 GS FLX Sanger 3730xl Өндіруші Ион Торент (Life Technologies) 454 Life Sciences (Roche) Illumina Applied Biosystems (Life Technologies) Pacific Biosciences Applied Biosystems (Life Technologies) MGI Тізбектеу химиясы Иондық жартылай өткізгіш тізбектеу Пиротізбектеу Полимеразаға негізделген синтез арқылы тізбектеу Лигацияға негізделген тізбектеу Фосфорлы байланысқан флуоресцентті нуклеотидтер Дидеокси тізбегін тоқтату Полимеразаға негізделген синтез арқылы тізбектеу Амплификация тәсілі Эмульсиялы ПТР Эмульсиялы ПТР Көпірлі амплификация Эмульсиялы ПТР Бір молекула; амплификация жоқ ДНҚ нанодоп (DNB) жасау Бір реттік жүгірудегі деректер көлемі 100 200 Мб 0.7 Гб 600 Гб 120 Гб 0.5 – 1.0 Гб 1.9~84 Кб 1440 Гб / 1500-1800 млн оқылым Дәлдік 99% 99.9% 99.9% 99.94% 88.0% (>99.9999% CCS немесе HGAP) 99.999% 99.90% Бір реттік жүгіру уақыты 2 сағат 24 сағат 3–10 күн 7–14 күн 2–4 сағат 20 минут 3 сағат 3–5 күн Оқылым ұзындығы 200 400 бп 700 бп 100x100 жұпталған бп 50x50 жұпталған бп 14,000 бп (N50) 400 900 бп 100/150/200 жұпталған бп Бағасы (бір реттік жүгіру) 350 АҚШ доллары 7,000 АҚШ доллары 6,000 АҚШ доллары (30x адам геномы) 4,000 АҚШ доллары 125–300 АҚШ доллары 4 АҚШ доллары (бір оқылым/реакция) Белгісіз Бағасы (бір Мб үшін) 1.00 АҚШ доллары 10 АҚШ доллары 0.07 АҚШ доллары 0.13 АҚШ доллары 0.13 АҚШ доллары 0.60 АҚШ доллары 2400 АҚШ доллары 0.007 АҚШ доллары Бағасы (бір құрал үшін) 80,000 АҚШ доллары 500,000 АҚШ доллары 690,000 АҚШ доллары 495,000 АҚШ доллары 695,000 АҚШ доллары 95,000 АҚШ доллары Белгісіз.