I ricercatori identificano un modo semplice per eliminare gli errori di sequenziamento prodotti dal sequenziatore di DNA portatile

I ricercatori hanno trovato un modo semplice per eliminare quasi tutti gli errori di sequenziamento prodotti da un sequenziatore di DNA portatile ampiamente utilizzato, potenzialmente consentendo agli scienziati che lavorano fuori dal laboratorio di studiare e tenere traccia di microrganismi come il virus SARS-CoV-2 in modo più efficiente.

Utilizzando speciali tag molecolari, il team è stato in grado di ridurre il tasso di errore dal 5 al 15% del dispositivo MinION di Oxford Nanopore Technologies a meno dello 0,005%, anche durante il sequenziamento di molti lunghi tratti di DNA alla volta.

"Il MinION ha rivoluzionato il campo della genomica liberando il sequenziamento del DNA dai confini dei grandi laboratori, "dice Ryan Ziels, un assistente professore di ingegneria civile presso l'Università della British Columbia e co-autore dello studio, che è stato pubblicato questa settimana in Metodi della natura . "Ma fino ad ora, i ricercatori non sono stati in grado di fare affidamento sul dispositivo in molte impostazioni a causa del suo tasso di errore predefinito piuttosto elevato".

Le sequenze del genoma possono rivelare molto su un organismo, compresa la sua identità, i suoi antenati, e i suoi punti di forza e vulnerabilità. Gli scienziati usano queste informazioni per comprendere meglio i microbi che vivono in un particolare ambiente, nonché per sviluppare strumenti diagnostici e trattamenti.

Ma senza sequenziatori di DNA portatili accurati, dettagli genetici cruciali potrebbero essere persi quando la ricerca viene condotta sul campo o in laboratori più piccoli.

Così Ziels e i suoi collaboratori dell'Università di Aalborg hanno creato un sistema di codici a barre unico che può rendere le piattaforme di sequenziamento del DNA a lettura lunga come il MinION oltre 1000 volte più accurate.

Dopo aver etichettato le molecole bersaglio con questi codici a barre, i ricercatori procedono come farebbero di solito:amplificando, o fare più copie di, le molecole marcate utilizzando la tecnica PCR standard e sequenziando il DNA risultante.

I ricercatori possono quindi utilizzare i codici a barre per identificare e raggruppare facilmente i frammenti di DNA rilevanti nei dati di sequenziamento, producendo infine sequenze quasi perfette da frammenti che sono fino a 10 volte più lunghe di quanto le tecnologie convenzionali possano elaborare. Tratti di DNA più lunghi consentono la rilevazione di variazioni genetiche anche minime e l'assemblaggio di genomi in alta risoluzione.

"Una cosa bella di questo metodo è che è applicabile a qualsiasi gene di interesse che può essere amplificato, "dice Ziel, il cui team ha reso disponibile il codice e il protocollo per l'elaborazione dei dati di sequenziamento tramite repository open source.

Ciò significa che può essere molto utile in qualsiasi campo in cui la combinazione di informazioni genomiche ad alta precisione e a lungo raggio è preziosa, come la ricerca sul cancro, ricerca sulle piante, genetica umana e scienza del microbioma".

Ryan Ziel, Co-autore dello studio e assistente professore di Ingegneria Civile, Università della Columbia Britannica

Ziels sta attualmente collaborando con Metro Vancouver per sviluppare una versione ampliata del metodo che consente il rilevamento quasi in tempo reale di microrganismi nell'acqua e nelle acque reflue.

Con un quadro accurato dei microrganismi presenti nei loro sistemi idrici, dice Ziel, le comunità potrebbero essere in grado di migliorare le proprie strategie di salute pubblica e le tecnologie di trattamento e controllare meglio la diffusione di microrganismi dannosi come SARS-CoV-2.

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