Forscher identifizieren einen einfachen Weg zur Beseitigung von Sequenzierungsfehlern, die von tragbaren DNA-Sequenzern verursacht werden

Forscher haben einen einfachen Weg gefunden, fast alle Sequenzierungsfehler zu beseitigen, die von einem weit verbreiteten tragbaren DNA-Sequenzer verursacht werden. Wissenschaftlern, die außerhalb des Labors arbeiten, möglicherweise die Möglichkeit, Mikroorganismen wie das SARS-CoV-2-Virus effizienter zu untersuchen und zu verfolgen.

Mit speziellen molekularen Tags, Das Team konnte die Fehlerrate des MinION-Geräts von Oxford Nanopore Technologies von fünf bis 15 Prozent auf weniger als 0,005 Prozent reduzieren – selbst bei der gleichzeitigen Sequenzierung vieler langer DNA-Strecke.

„Das MinION hat das Gebiet der Genomik revolutioniert, indem es die DNA-Sequenzierung aus den Grenzen großer Labors befreit hat. " sagt Ryan Ziels, Assistenzprofessor für Bauingenieurwesen an der University of British Columbia und Co-Leitautor der Studie, die diese Woche veröffentlicht wurde in Naturmethoden . „Aber bis jetzt, Forscher konnten sich in vielen Einstellungen nicht auf das Gerät verlassen, da es eine relativ hohe Fehlerquote bei der Auslieferung hat."

Genomsequenzen können viel über einen Organismus verraten, einschließlich seiner Identität, seine Abstammung, und seine Stärken und Schwächen. Wissenschaftler nutzen diese Informationen, um die Mikroben, die in einer bestimmten Umgebung leben, besser zu verstehen. sowie zur Entwicklung diagnostischer Instrumente und Behandlungen.

Aber ohne genaue tragbare DNA-Sequenzer, Bei der Forschung im Feld oder in kleineren Labors könnten entscheidende genetische Details übersehen werden.

Deshalb haben Ziels und seine Mitarbeiter an der Universität Aalborg ein einzigartiges Barcode-System entwickelt, das lange gelesene DNA-Sequenzierungsplattformen wie das MinION über 1000 Mal genauer machen kann.

Nachdem Sie die Zielmoleküle mit diesen Barcodes markiert haben, Forscher gehen wie gewohnt vor – verstärkend, oder mehrere Kopien von die markierten Moleküle unter Verwendung der Standard-PCR-Technik und Sequenzieren der resultierenden DNA.

Anhand der Barcodes können die Forscher dann relevante DNA-Fragmente in den Sequenzierungsdaten leicht identifizieren und gruppieren. schließlich die Herstellung nahezu perfekter Sequenzen aus Fragmenten, die bis zu 10-mal länger sind, als herkömmliche Technologien verarbeiten können. Längere DNA-Strecken ermöglichen den Nachweis selbst geringfügiger genetischer Variationen und den Zusammenbau von Genomen in hoher Auflösung.

„Das Schöne an dieser Methode ist, dass sie auf jedes interessierende Gen anwendbar ist, das amplifiziert werden kann. " sagt Ziels, deren Team den Code und das Protokoll zur Verarbeitung der Sequenzierungsdaten über Open-Source-Repositorys zur Verfügung gestellt hat.

Dies bedeutet, dass es in jedem Bereich sehr nützlich sein kann, in dem die Kombination von hochgenauen und weitreichenden genomischen Informationen wertvoll ist. wie Krebsforschung, Pflanzenforschung, Humangenetik und Mikrobiomwissenschaft."

Ryan Ziels, Studien-Co-Lead-Autor und Juniorprofessor für Bauingenieurwesen, Universität von British Columbia

Ziels entwickelt derzeit gemeinsam mit Metro Vancouver eine erweiterte Version der Methode, die den Nachweis von Mikroorganismen in Wasser und Abwasser in nahezu Echtzeit ermöglicht.

Mit einem genauen Bild der Mikroorganismen, die in ihren Wassersystemen vorhanden sind, sagt Ziels, Gemeinden könnten ihre Strategien und Behandlungstechnologien im Bereich der öffentlichen Gesundheit verbessern – und die Ausbreitung schädlicher Mikroorganismen wie SARS-CoV-2 besser kontrollieren.

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