Forskere identifiserer en enkel måte å eliminere sekvenseringsfeil produsert av bærbar DNA -sequencer

Forskere har funnet en enkel måte å eliminere nesten alle sekvenseringsfeil produsert av en mye brukt bærbar DNA -sekvenser, potensielt mulig for forskere som jobber utenfor laboratoriet å studere og spore mikroorganismer som SARS-CoV-2-viruset mer effektivt.

Ved bruk av spesielle molekylære merker, teamet var i stand til å redusere fem til 15 prosent feilprosent på Oxford Nanopore Technologies 'MinION-enhet til mindre enn 0,005 prosent-selv ved sekvensering av mange lange strekninger av DNA om gangen.

"MinION har revolusjonert området genomikk ved å frigjøre DNA -sekvensering fra begrensningene til store laboratorier, "sier Ryan Ziels, en assisterende professor i sivilingeniør ved University of British Columbia og medlederforfatter av studien, som ble publisert denne uken i Naturmetoder . "Men til nå, forskere har ikke vært i stand til å stole på enheten i mange innstillinger på grunn av den ganske høye feilprosenten. "

Genomsekvenser kan avsløre mye om en organisme, inkludert dens identitet, dens aner, og dens styrker og sårbarheter. Forskere bruker denne informasjonen for bedre å forstå mikrober som lever i et bestemt miljø, i tillegg til å utvikle diagnostiske verktøy og behandlinger.

Men uten nøyaktige bærbare DNA -sekvenser, viktige genetiske detaljer kan gå glipp av når det forskes på feltet eller i mindre laboratorier.

Så Ziels og hans samarbeidspartnere ved Aalborg universitet opprettet et unikt strekkodingssystem som kan gjøre langleste DNA-sekvenseringsplattformer som MinION over 1000 ganger mer nøyaktige.

Etter å ha merket målmolekylene med disse strekkodene, forskere fortsetter som de vanligvis ville - forsterkning, eller lage flere kopier av, de merkede molekylene ved bruk av standard PCR -teknikk og sekvensering av det resulterende DNA.

Forskerne kan deretter bruke strekkodene til enkelt å identifisere og gruppere relevante DNA -fragmenter i sekvenseringsdataene, til slutt produsere nesten perfekte sekvenser fra fragmenter som er opptil 10 ganger lengre enn konvensjonell teknologi kan behandle. Lengre strekninger av DNA tillater påvisning av selv små genetiske variasjoner og montering av genomer i høy oppløsning.

"En vakker ting med denne metoden er at den kan brukes på ethvert gen av interesse som kan forsterkes, "sier Ziels, hvis team har gjort koden og protokollen for behandling av sekvenseringsdataene tilgjengelige gjennom åpne kilder.

Dette betyr at den kan være veldig nyttig på alle felt der kombinasjonen av høy nøyaktighet og genomisk genomisk informasjon er verdifull, som kreftforskning, planteforskning, menneskelig genetikk og mikrobiomvitenskap. "

Ryan Ziels, Studer medforfatter og assisterende professor i sivilingeniør, University of British Columbia

Ziels samarbeider for tiden med Metro Vancouver for å utvikle en utvidet versjon av metoden som tillater nær-sanntid påvisning av mikroorganismer i vann og avløpsvann.

Med et nøyaktig bilde av mikroorganismer som er tilstede i deres vannsystemer, sier Ziels, lokalsamfunn kan være i stand til å forbedre sine folkehelsestrategier og behandlingsteknologier-og bedre kontrollere spredningen av skadelige mikroorganismer som SARS-CoV-2.

• Cancer Microbiome Atlas gir et tydeligere bilde av mikrobiota som lever i organer
• Forskere oppdager en ny tilnærming for å hemme intrahepatisk kolangiokarsinom