Pomocou špeciálnych molekulárnych značiek tímu sa podarilo znížiť päť až 15 percentnú chybovosť zariadenia MinION spoločnosti Oxford Nanopore Technologies na menej ako 0,005 percenta-a to aj pri sekvenovaní mnohých dlhých úsekov DNA naraz.
„MinION priniesol revolúciu v oblasti genomiky tým, že uvoľnil sekvenovanie DNA z priestorov veľkých laboratórií, “hovorí Ryan Ziels, odborný asistent stavebného inžinierstva na Univerzite Britskej Kolumbie a spoluautor štúdie, ktorá vyšla tento týždeň v Prírodné metódy . „Ale až doteraz, vedci sa na zariadenie v mnohých nastaveniach nemohli spoľahnúť kvôli jeho pomerne vysokej chybovosti po vybalení z krabice. “
Sekvencie genómu môžu o organizme veľa odhaliť, vrátane jeho identity, jeho predkovia, a jeho silné a slabé stránky. Vedci používajú tieto informácie na lepšie pochopenie mikróbov žijúcich v konkrétnom prostredí, ako aj na vývoj diagnostických nástrojov a liečebných postupov.
Ale bez presných prenosných sekvencerov DNA, zásadné genetické detaily by mohli chýbať, keď sa výskum vykonáva v teréne alebo v menších laboratóriách.
Ziels a jeho spolupracovníci z Aalborgskej univerzity teda vytvorili unikátny systém čiarových kódov, vďaka ktorému môžu byť platformy na sekvenovanie DNA s dlhým čítaním, ako je MinION, viac ako 1000-krát presnejšie.
Po označení cieľových molekúl týmito čiarovými kódmi, vedci postupujú ako obvykle - zosilňujú, alebo vytváranie viacerých kópií označené molekuly pomocou štandardnej techniky PCR a sekvenovania výslednej DNA.
Vedci potom môžu pomocou čiarových kódov ľahko identifikovať a zoskupiť relevantné fragmenty DNA v sekvenčných údajoch, v konečnom dôsledku produkujú takmer dokonalé sekvencie z fragmentov, ktoré sú až 10-krát dlhšie, ako konvenčné technológie dokážu spracovať. Dlhšie úseky DNA umožňujú odhaliť aj nepatrné genetické variácie a zostaviť genómy vo vysokom rozlíšení.
„Krásnou vecou na tejto metóde je, že je použiteľná na akýkoľvek požadovaný gén, ktorý je možné zosilniť, “hovorí Ziels, ktorého tím sprístupnil kód a protokol na spracovanie sekvenčných údajov prostredníctvom úložísk s otvoreným zdrojovým kódom.
To znamená, že môže byť veľmi užitočný v akejkoľvek oblasti, kde je cenná kombinácia vysoko presných a ďalekonosných genomických informácií, napríklad výskum rakoviny, výskum rastlín, veda o genetike ľudí a mikrobiómoch “.
Ryan Ziels, Študujte spoluautora a odborného asistenta stavebného inžinierstva, Univerzita Britskej Kolumbie
Ziels v súčasnej dobe spolupracuje s Metro Vancouver na vývoji rozšírenej verzie metódy, ktorá umožňuje detekciu mikroorganizmov vo vode a odpadových vodách takmer v reálnom čase.
S presným obrazom mikroorganizmov prítomných v ich vodných systémoch, hovorí Ziels, komunity môžu byť schopné zlepšiť svoje stratégie v oblasti verejného zdravia a technológie liečby-a lepšie kontrolovať šírenie škodlivých mikroorganizmov, ako je SARS-CoV-2.