Nanopore Uygulaması Sequencing Gerçek zamanlı Genomik Şaşırtıcı

Nanopore sequencing, genomiklerde dönüştürücü bir yaklaşım olarak ortaya çıktı, bilim insanları DNA ve RNA moleküllerini genetik olarak kodlanabilir portability ile gerçek zamanlı olarak kodlanabilirlik yöntemlerinden farklı olarak algılamayı ve genel sağlık yanıtlarını gerektiren yöntemlerden farklı olarak.Son zamanlarda Ebola, Zika ve kanserli hastalıklar uzun süreli bir şekilde test eder ve aynı zamanda genetik gözetim için desteklenmektedir - yolojen genomik gözetim için sürekli izleme, mutasyonları tespit etmek ve halk sağlığı yanıtlarını bilgilendirmek.

Nanopore Sequencing Works

Nanopore sequencing basit ama zarif bir prensipe dayanıyor: DNA veya RNA'nın tek bir molekülü, sentetik bir membranda gömülü bir nanometre büyüklüğündeki bir pore ile geçiyor. Bu doğrudan, elektrik algılama yöntemi, membranın üzerinde bir iyonik akım akanı bozar (PCR) veya fluorsan etiketi ile özeldir, bu da tümleşik bir işlemden sonra başka bir cihaz tarafından belirlenen tüm değişikliklerden alınan tüm değişikliklerle belirlenir.

Teknolojinin portability'ine anahtar, akrep hücresi için tasarlanmıştır - geniş ölçekli gözetim projeleri için nanoporatifler ve mikrofluidics. Cihazların MinION (küçük bir cepte sığması için yeterince) ve daha yüksek kodlu çubuklar, PromethION serisi daha büyük bir kapasiteye sahipken, platformun DNA'yı doğrudan veya RNA ile (bağlantılı RNA sequen) doğrudan veya RNA ile uyumlu olması için çok yönlü bir çözüm sunar.

Genomik Surveillance için Anahtar Avantajlar

Nanopore sequencing, özellikle gerçek zamanlı genomik gözetim için uygun hale getiren birkaç farklı fayda sunuyor:

Diğer Sequencing Technologies ile Karşılaştırma

Nanopore sequencing tarafından işgal edilen nişi anlamak için, düşük maliyetle düşük maliyetle karşılaştırmak için faydalıdır (örneğin, 150-300 üsleri ile birlikte, tekrarlanan bölgeleri çözme yeteneğinin (örneğin, beşer) daha yüksek çözünürlükte olduğu görülür.

Vaka Çalışmaları: Gerçek zamanlı Outbreak Response

Ebola Virüsü (2014-2016 Batı Afrika Outbreak)

Kuzey Afrika'daki Ebola salgını sırasında meydana gelen en erken ölçekli nanoporeasyonlarından biri, virüsün teşhis, tedavi veya aşıları etkilemenin yollarının geliştirilmesinde meydana gelen genetik bozukluklara göre, [Dönderin] [Döndergisel dönüşümler, 24 saat içinde yapılan genetik bozukluklara göre, biyolojik olarak, biyolojik olarak kontrol edilen koşullara rağmen, biyolojik olarak kontrol edilebilir verileri takip eden şekillerde ortaya koyarlar.

Zika Virüsü (2015-2016 Epidemic)

Amerika'daki Zika salgını sırasında, nanopore sequencing hızla tüm anome dizilerini sivrisinek vektörlerinden ve insan hastalarından üretebilmek için kullanılmıştır. Merkezi laboratuvar altyapısının yetersiz olduğu sınırlı ortamlardan direkt olarak yararlanabilme yeteneği, araştırmacıların virüsün yayıldığını takip etmesi ve virulence veya transmisabilite ile ilişkilendirilebilecek mutasyonlar için izlemesi yardımcı oldu.

- - Pandemik

Global SARS-CoV-2 salgınları, genetik gözetim için nanopore sequencingin benimsenmesini hızlandırdı.The ARTIC Network (S-CoV-2 Tourc) tarafından yürütülen ve tüm veri akışlarının, veri tabanlarında ve Akustik verilerin tespit edilmesi için bir amplicon tabanlı protokol geliştirdi.

Meydanlar ve Güncel Sınırlar

Etkileyici yeteneklerine rağmen, nanopore sequencing sorumlu gözetim için kabul edilmesi gereken sınırlamalar olmadan değildir:

Yenilik ve Gelecek Yolları

Nanopore sequencing manzara hızla gelişmeye devam ediyor.Genetik gözetimdeki rolünü daha da artırmak için çeşitli temel gelişim alanları:

Geliştirilmiş doğruluk ve Hata düzeltme

Yeni protein nanopores (örneğin, R10.4 ve R10.5), özellikle homopolimer bölgelerinden (örneğin, AAAA) kısa süreli verilerin veya kullanımın çok yüksek oranda genom elde edilmesinden kaynaklanan yanlış yöntemlerden %98'i daha doğru bir şekilde çözmeyi planladı.

Gerçek zamanlı Metagenomics ve Pathogen Discovery

Bilinen patojenlerin ötesinde, nanopore sequencing, hedefsiz metajenomiklere uygulanır - klinik veya çevresel örnek olarak tüm nükleik asitleri kanıtlayın.Gerçek zamanlı olarak, referans veri tabanlarına karşı "canlı" sınıflandırmasına izin verir (örneğin, EPI2ME, bulut tabanlı bir analiz platformu). Bu, Xojenlerin erken bir hastalıkla ilgili olarak, bir başlangıç sırasındaki genetik olarak tespit edilebilir.

Medeniyet ve Epigenetik Modifikasyonların Doğrudan Tespiti

Nanopore sequencing sadece üsleri değil, aynı zamanda temel değişikliklerdir çünkü değiştirilmiş nükleotitler, iyonik mevcut sinyali karakteristik şekillerde değiştirebilir.Bu, DNA tilasyon (örneğin, 5- Metilki, 6 Metiladenine) ve RNA modifikasyonlarının doğrudan tespit edilmesine olanak sağlar.In gözetiminde, bu, ev sahibi bağışıklık sistemini etkileyen viral modifikasyon modellerinde değişiklikleri izlemesine veya replikasyonu etkileyebilir.

Tümleşik Portre Laboratuar Laboratuvarları

Birkaç girişim tamamen taşınabilir, güneş destekli bir yığınlama, Afrika, Güney Amerika ve Güneydoğu Asya gibi gerçek zamanlı gözetimi ile bir araya getiren, taşınabilir bir PCR termocycler (veya isoterm amplifikasyonu cihazı) ile çalışır.Bu "parlama zamanı altı saatten daha az bir süre boyunca, kütüphane hazırlığı ve üs arama dahil olmak üzere.

Nanopore Surveillance Uygulanan Uygulamayı Uygulamalı

Kamu sağlığı ajansları ve laboratuvarları için nanopore sequencing for genomic gözetim için kabul etmeyi düşünün, birkaç stratejik faktör ağırlık değerindedir:

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Nanopore sequencing, gerçek zamanlı, taşınabilir ve giderek daha doğru bir şekilde, Ebola, Zika ve AutoCAD-19 salgınları sırasında başarılı dağıtım, nanopore sequencing gibi zorlukları temel olarak değiştirdi ve bu engellerin üstesinden gelmek için standart bir araç haline geldi - dünya çapındaki ilerlemelere ve daha hızlı ilerlemelere izin vermek, en sonunda bulaşıcı hastalıklara ve tümleşik sistemlere yönelik ilerlemelere ve tümleşik sistemlere sürekli olarak katkıda bulundu.