Sonikasiya ilə asanlaşdırılan genom tədqiqatları
Genom tədqiqatları bioloji sistemlər haqqında anlayışımızda inqilab yaradaraq müxtəlif xəstəliklərin və əlamətlərin əsasında duran mürəkkəb genetik mexanizmlərin aydınlaşdırılmasına imkan verib. Əvvəlcə hüceyrə membranlarının dağıdılması üçün hazırlanmış sonikasiya üsulu genom tədqiqatlarında geniş tətbiq tapıb. Bu məqalə DNT-nin təcridi və fraqmentasiyası, xromatinin immunopresipitasiyası (ChIP) və yeni nəsil sekvensləmə kitabxanalarının hazırlanması daxil olmaqla, genom tədqiqatlarında sonikasiyanın tətbiqinə ümumi baxış təqdim edir. Bu məqalə genom tədqiqatlarında sonikasiyanın prinsiplərinə, metodologiyalarına və tətbiqlərinə ümumi baxış təqdim edir və sizi genom tədqiqatları üçün ən uyğun sonikatorlarla tanış edir.
Genom tədqiqatlarında sonikatorlar
Son onilliklərdə yüksək məhsuldarlıqlı sekvensləmə texnologiyalarının və innovativ eksperimental metodologiyaların inkişafı genom tədqiqatlarında əhəmiyyətli irəliləyişlərə təkan verib. Bu irəliləyişlər genomların, epigenomların və transkriptomların hərtərəfli təhlilini asanlaşdıraraq xəstəliklərin, təkamülün və fenotipik dəyişkənliyin genetik əsasları haqqında məlumat verib.
Molekulyar strukturları dağıtmaq üçün ultrasəsin fiziki qüvvələrinin tətbiqini əhatə edən mexaniki proses olan sonikasiya genom tədqiqatlarında çoxməqsədli vasitəyə çevrilib. Sonikasiya DNT fraqmentasiyası, xromatinin kəsici qüvvələrlə parçalanması və NGS kitabxanalarının hazırlanması üçün istifadə olunan, geniş qəbul edilmiş üsuldur.
Genom tədqiqatlarında sonikasiyanın tətbiqləri
Sonikasiya sınaqlardan və təhlildən əvvəl və ya sonrakı emal proseslərinə hazırlıq məqsədilə bioloji nümunələrin hazırlanması üçün tətbiq olunur. Sonikasiyadan istifadə edilən ən geniş yayılmış nümunə hazırlama tətbiqlərinə aşağıdakılar daxildir:
Sonikasiya genom DNT-sinin dəqiq fraqmentasiyası üçün istifadə olunur və PCR, klonlaşdırma və Southern blotting daxil olmaqla müxtəlif sonrakı tətbiqlər üçün istənilən ölçüdə DNT fraqmentlərinin əldə edilməsinə imkan verir. Fraqmentlərin ölçüsünə və paylanmasına çevik nəzarət etməyə imkan verdiyi üçün sonikasiya fermentativ üsullarla müqayisədə üstünlüklər təklif edir. UIP400MTP lövhə sonikatoru ilə yüksək məhsuldarlıqlı nümunə hazırlama çoxlu sayda nümunənin emalını asanlaşdırır.
Ultrasəs vasitəsilə DNT fraqmentasiyası və plazmid fraqmentasiyası haqqında daha ətraflı oxuyun!
Yeni nəsil sekvensləmə üçün sonikasiyanın istifadəsi haqqında daha ətraflı oxuyun!
VialTweeter sonikatoru ilə bir neçə flakondakı nümunələrin eyni vaxtda hazırlanması
DNT ilə bağlı tədqiqatlarım üçün ən yaxşı sonikatoru necə seçə bilərəm?
“Sonikasiya” termini ultrasəsin müxtəlif tətbiq üsulları üçün istifadə olunur. Ən geniş yayılmış üsullar ultrasəs vannası və zond tipli sonikatordur. Aşağıda düzgün sonikator seçiminin tədqiqat nəticələrinizin keyfiyyətini və etibarlılığını nə üçün artıracağını öyrənəcəksiniz.
Müxtəlif ultrasəs cihazı modelləri arasındakı fərqlər, onların üstünlükləri və məhdudiyyətləri ilə tanış olun. Burada genom tədqiqatlarında ən geniş istifadə olunan sonikator modellərini ətraflı nəzərdən keçirəcəyik.
Vannada sonikasiya: Vanna tipli sonikatorlar nə üçün etibarsız, təkrarlana bilməyən nəticələr verir? Genom nümunələri su çəninin dibinə bərkidilmiş bir neçə ultrasəs çeviricisi ilə təchiz olunmuş su vannasına yerləşdirilir. Akustik kavitasiya sahələri çən daxilində çox qeyri-bərabər yaranır və sabit ultrasəs gücü təmin etmir. Bu üsul nümunələri müxtəlif intensivliklə emal edir və DNT fraqmentasiyası kimi nümunə hazırlama proseslərində təkrarlana bilən nəticələr təmin etmir. Bu qeyri-bərabər emal nəticəsində DNT fraqmentlərinin ölçüsünə nəzarət təmin olunmur. Adi ultrasəs vannası ilə etibarlı, təkrarlana bilən tədqiqat aparmaq mümkün deyil.
Zond tipli sonikator ilə ultrasəs vannasının müqayisəsi haqqında daha ətraflı öyrənmək istəyirsiniz? Buraya klikləyin!
Ultrasəs vannasından fərqli olaraq, Hielscher güclü ultrasəs verən, dəqiq idarə olunan sonikatorlardır. Sonikasiyanın intensivliyi tətbiqə dəqiq uyğunlaşdırıla bilər ki, bioloji nümunələrin arzuolunmaz deqradasiyasının qarşısı alınsın. Nümunələrin emalı zamanı nuklein turşularının və digər biomolekulların optimal qorunmasını təmin edir. Bu, nümunənin bütövlüyünün sonrakı təhlil üçün həlledici olduğu genom tədqiqatlarında xüsusilə faydalıdır. Proqramlaşdırıla bilən parametr tənzimləmələri, brauzer vasitəsilə uzaqdan idarəetmə və məlumatların avtomatik qeydə alınması kimi ağıllı funksiyalar laboratoriyalarda tədqiqat işini asanlaşdırır.
Genom tədqiqatları üçün Hielscher sonikator modelləri
- Zond tipli sonikasiya: Sonikasiya zondu birbaşa nümunə sınaq şüşəsinə daxil edilir və bu, lokal sonikasiyaya və fraqmentasiya parametrlərinə dəqiq nəzarətə imkan verir. Bu üsula tək flakonlar və ya laboratoriya stəkanları kimi az sayda nümunə üçün üstünlük verilir.
DNT fraqmentasiyası və nümunə hazırlama üçün bütün zond tipli sonikatorları burada tapın! - CupHorn və UIP400MTP: Hielscher sonikator modelləri Ultrasonic Cuphorn və UIP400MTP Plate Sonicator adi ultrasəs vannasından və ya təmizləmə çənindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. İlk baxışda ultrasəs dalğalarının su vannası vasitəsilə dolayı ötürülməsi prinsipi oxşar görünsə də – Hielscher ultrasəs cuphorn cihazı və ya lövhə sonikatoru ilə adi ultrasəs vannası arasındakı fərq bundan böyük ola bilməz! Hielscher sistemlərində cuphorn cihazının və lövhə sonikatorunun bütün dibi güclü ultrasəs vasitəsilə bərabər şəkildə titrədilir. Bu o deməkdir ki, bütün səth tam eyni amplituda və tezliklə titrəyir. Heç bir fəaliyyətsiz, sonikasiyaya məruz qalmayan sahə yoxdur, bütün nümunələr eyni intensivliklə sonikasiya olunur! Bu, ultrasəslə nümunə hazırlama prosesinizdə bərabər, təkrarlana bilən nəticələr təmin edir.
Ultrasəs cuphorn cihazı haqqında daha ətraflı məlumatı burada tapa bilərsiniz!
UIP400MTP lövhə sonikatoru haqqında daha ətraflı məlumatı burada tapa bilərsiniz! - VialTweeter: VialTweeter ultrasəs enerjisini su vannasına və ya başqa mühitə batırmağa ehtiyac olmadan birbaşa nümunə flakonlarına ötürmək üçün flakonları saxlayan titrəyən blok sonotrodun unikal konstruksiyasından istifadə edir. Bu dolayı, lakin yüksək səmərəli sonikasiya üsulu 10-a qədər qapalı flakonun emalı üçün idealdır və çarpaz çirklənmənin qarşısını alır.
VialTweeter ilə 10-a qədər qapalı flakonun çirklənmədən sonikasiyası haqqında daha ətraflı oxuyun!
Ultrasəs cuphorn cihazı ilə steril DNT fraqmentasiyası üçün qapalı sınaq şüşələrinin və flakonların intensiv sonikasiyası.
Avtomatlaşdırılmış sistemlərdə sonikatorlar – sadə inteqrasiya
Hielscher sonikatorları avtomatlaşdırılmış sistemlərə inteqrasiya edilə bilər. Açıq şəbəkə interfeysi və proqramlaşdırma funksiyaları sayəsində Hielscher sonikatorları avtomatlaşdırma üçün uyğundur. Avtomatlaşdırma və robot texnikası ilə inteqrasiya genom nümunələrinin yüksək məhsuldarlıqlı emalına imkan verir, genişmiqyaslı tədqiqatları və fərdiləşdirilmiş tibb təşəbbüslərini asanlaşdırır. Sonikatorunuzu avtomatlaşdırılmış nümunə hazırlama sisteminə inteqrasiya etmək imkanı nümunələrlə işi optimallaşdırır və müxtəlif tətbiqlərdə və nümunə növlərində səmərəli, təkrarlana bilən və təhlükəsiz nümunə emalını təmin edəcək.
- yüksək səmərəlilik
- ən müasir texnologiya
- etibarlılıq və möhkəmlik
- tənzimlənə bilən, dəqiq proses nəzarəti
- partiyalarla və axın xəttində emal
- istənilən həcm üçün
- ağıllı proqram təminatı
- ağıllı funksiyalar (məsələn, proqramlaşdırma imkanı, məlumatların protokollaşdırılması, uzaqdan idarəetmə)
- asan və təhlükəsiz istifadə
- az texniki qulluq tələb edir
- CIP (yerində təmizləmə)
Layihələndirmə, istehsal və məsləhət xidmətləri – Almaniya istehsalının keyfiyyəti
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Möhkəmlik və asan istifadə ultrasəs cihazlarımızın sənaye müəssisələrinə problemsiz inteqrasiyasına imkan verir. Hielscher ultrasəs cihazları ağır şəraitin və yüksək tələblər qoyan mühitlərin öhdəsindən asanlıqla gəlir.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatlı şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadə rahatlığı ilə seçilən yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs cihazlarına xüsusi önəm verir. Əlbəttə, Hielscher ultrasəs cihazları CE tələblərinə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.
Aşağıdakı cədvəl DNT və RNT fraqmentasiyası, hüceyrə lizisi, həmçinin DNT və zülalların təcridi kimi nümunə hazırlama işləri üçün ideal olan laboratoriya ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyəti haqqında məlumat verir:
| Cihaz | Güc [W] | Tip | Həcm [mL] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | mikrolövhələr üçün | 6 – 3456 yuva | VialTweeter | 200 | 10-a qədər flakon üçün, əlavə olaraq sıxacla bərkitmə imkanı | 0,5 – 1,5 |
| UP50H | 50 | zond tipli | 0,01 – 250 |
| UP100H | 100 | zond tipli | 0,01 – 500 |
| UP200Ht | 200 | zond tipli | 0,1 – 1000 |
| UP200St | 200 | zond tipli | 0,1 – 1000 |
| UP400St | 400 | zond tipli | 5,0 – 2000 |
| CupHorn | 200 | CupHorn, sonoreaktor | 10 – 200 |
| GDmini2 | 200 | çirklənməsiz axın hüceyrəsi |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Genomika və sonikasiya haqqında tez-tez verilən suallar
Ultrasəs emalı və genom tədqiqatları ilə bağlı ən çox verilən sualların cavablarını burada tapın.
Sonikasiya DNT-yə nə edir?
Sonikasiya mexaniki qüvvələr yaradan yüksək tezlikli səs dalğaları tətbiq edərək DNT-ni daha kiçik fraqmentlərə parçalayır və DNT zəncirlərinin təsadüfi nöqtələrdə qırılmasına səbəb olur. Sonikasiyanın intensivliyinin tənzimlənməsi sonrakı emal və təhlilin tələblərindən asılı olaraq daha böyük və ya daha kiçik DNT fraqmentləri yaratmağa imkan verir.
DNT fraqmentasiyası üçün sonikasiya protokolu necədir?
DNT fraqmentasiyası üçün tipik sonikasiya protokolu bufer məhlulundakı DNT nümunələrinə bir sıra qısa impulslarla ultrasəs dalğalarının tətbiqini və sonra nümunənin qızmasının qarşısını almaq üçün soyutma fasilələrini əhatə edir. Amplituda, müddət və dövr sayı kimi parametrlər nümunənin növünə və istənilən fraqment ölçüsünə əsasən optimallaşdırılır.
DNT-nin kəsici qüvvələrlə parçalanmasında sonikasiya necə işləyir?
DNT-nin kəsici qüvvələrlə parçalanması üçün sonikasiya ultrasəs dalğaları vasitəsilə DNT molekullarına nəzarət olunan mexaniki qüvvələrin tətbiqini əhatə edir. Bu qüvvələr DNT zəncirlərini bir yerdə saxlayan hidrogen rabitələrini və digər qarşılıqlı təsirləri pozur, nəticədə təsadüfi qırılmalar baş verir və DNT daha kiçik hissələrə fraqmentləşir.
DNT nümunələri nə qədər müddət sonikasiya olunmalıdır?
DNT nümunələrinin sonikasiya müddəti nümunənin həcmi, konsentrasiyası və istənilən fraqment ölçüsü kimi amillərdən asılıdır. Adətən sonikasiya bir neçə saniyədən bir neçə dəqiqəyə qədər davam edən qısa impulslarla aparılır və nümunənin həddindən artıq qızmasının qarşısını almaq üçün soyutma fasilələri verilir.
DNT təcridi üçün ən yaxşı sonikator hansıdır?
DNT təcridi üçün ən yaxşı sonikatorun seçimi nümunənin həcmi, nümunə emal məhsuldarlığı və istənilən fraqment ölçüsü kimi amillərdən asılıdır. Bəzi populyar seçimlərə Hielscher UIP400MTP lövhə sonikatoru, VialTweeter, CupHorn və UP100H ultrasəs zondu daxildir. Bu sonikatorlar sonikasiya parametrlərinə dəqiq nəzarət təklif edir və tədqiqat laboratoriyalarında müxtəlif DNT təcridi tətbiqləri üçün uyğundur.
Genomika nədir?
Genomika genomların tam tərkibini, funksiyalarını, təkamülünü, xəritələnməsini və modifikasiyasını öyrənən biologiyanın çoxsahəli bir qoludur. Genom orqanizmdəki bütün DNT-ni, həm genləri, həm də onların mürəkkəb üçölçülü təşkilini əhatə edir. Ayrı-ayrı genlərə və onların irsən ötürülmə qanunauyğunluqlarına diqqət yetirən genetikadan fərqli olaraq, genomika orqanizmdəki bütün genləri hərtərəfli səciyyələndirməyi və kəmiyyətcə qiymətləndirməyi, onların qarşılıqlı təsirlərini və bütövlükdə orqanizmə təsirini aydınlaşdırmağı hədəfləyir. Genlər fermentlərin və xəbərçi molekulların köməyi ilə həyata keçirilən zülal sintezini istiqamətləndirməkdə əsas rol oynayır. Bu zülallar isə orqan və toxumaların struktur komponentlərini təşkil edir, biokimyəvi prosesləri tənzimləyir və hüceyrələrarası əlaqəni təmin edir. Genomika bütöv genomların sekvenslənməsini və təhlilini əhatə edir və genomların strukturunu və funksiyalarını bütövlükdə aydınlaşdırmaq üçün yüksək məhsuldarlıqlı DNT sekvensləmə üsullarından və bioinformatika vasitələrindən istifadə edir.
Genomika orqanizmin DNT ardıcıllığı, təşkili, funksiyası və dəyişkənliyi daxil olmaqla bütün genetik materialının öyrənilməsidir. O, genlərin, onların qarşılıqlı təsirlərinin və əlamətlərə və davranışlara təsirinin təhlilini əhatə edir. Genom tədqiqatları genomların strukturunu və funksiyasını, həmçinin sağlamlıqda, xəstəlikdə, təkamüldə və digər bioloji proseslərdə rollarını anlamaq üçün müxtəlif üsul və yanaşmaları əhatə edir.
Genom tədqiqatlarının məqsədləri:
- Genomları sekvensləmək: Bu, orqanizmin DNT-sindəki nukleotidlərin (A, T, C və G) ardıcıllığının müəyyən edilməsini əhatə edir. Bu, bütün genomu və ya maraq doğuran spesifik bölgələri əhatə edə bilər.
- Genetik dəyişkənliyi təhlil etmək: Genom tədqiqatları fərdlər və ya populyasiyalar arasında DNT ardıcıllıqlarındakı fərqləri araşdırır; bu fərqlər xəstəliklərin, əlamətlərin və təkamül proseslərinin genetik əsasları haqqında məlumat verə bilər.
- Funksional genomika: Bu sahə genlərin necə fəaliyyət göstərdiyini və bir-biri ilə və ətraf mühitlə necə qarşılıqlı təsirdə olduğunu araşdırır. Buraya transkriptomika (gen ifadəsinin öyrənilməsi), proteomika (zülalların öyrənilməsi) və metabolomika (metabolitlərin öyrənilməsi) daxildir.
- Müqayisəli genomika: Müxtəlif növlərin genomlarını müqayisə etməklə tədqiqatçılar təkamül əlaqələrini üzə çıxara, qorunmuş bölgələri müəyyən edə və bioloji müxtəlifliyin genetik əsaslarını anlaya bilərlər.
- Tibbi genomika: Tibbdə genom tədqiqatları xəstəliklərin genetik əsaslarını anlamağa, xəstəlik riskini proqnozlaşdırmağa və fərdiləşdirilmiş müalicə və müdaxilələr hazırlamağa yönəlir.
Genom tədqiqatları tibb, kənd təsərrüfatı, təkamül biologiyası və biotexnologiya kimi sahələrdə əhəmiyyətli irəliləyişlərə səbəb olub, həyatın molekulyar səviyyədə anlaşılmasına töhfə verib və insan sağlamlığını və rifahını yaxşılaşdırıb.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Poptsova, M., Il’icheva, I., Nechipurenko, D. et al. (2014): Non-random DNA fragmentation in next-generation sequencing. Scientific Reports 4, 4532; 2014.
- Basselet P., Wegrzyn G., Enfors S.-O., Gabig-Ciminska M. (2008): Sample processing for DNA chip array-based analysis of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC). Microbial Cell Factories 7:29. 2008.
- Doublier S., Riganti Ch., Voena C., Costamagna C., Aldieri E., Pescarmona G., Ghigo D., Bosia A. (2008): RhoA Silencing Reverts the Resistance to Doxorubicin in Human Colon Cancer Cells. Molecular Cancer Research 6(10), 2008.
- Fredlund E., Gidlund A., Olsen M., Börjesson T., Spliid N.H.H., Simonsson M. (2008): Method evaluation of Fusarium DNA extraction from mycelia and wheat for down-stream real-time PCR quantification and correlation to mycotoxin levels. Journal of Microbiological Methods 2008.
- Fritsche C., Sitz M., Weiland N., Breitling R., Pohl H.-D. (2007): Characterization of the growth behavior of Leishmania tarentolae – a new expression system for recombinant proteins. Journal of Basic Microbiology 47, 2007. 384–393.
- Ristola M., Arpiainen S., Saleem M. A., Mathieson P. W., Welsh G. I., Lehtonen S., Holthöfer H. (2009): Regulation of Neph3 gene in podocytes – key roles of transcription factors NF-κB and Sp1. BMC Molecular Biology 10:83, 2009.
- Rodriguez J., Vives L., Jorda M., Morales C., Munoz M., Vendrell E., Peinado M. A. (2008): Genome-wide tracking of unmethylated DNA Alu repeats in normal and cancer cells. Nucleic Acids Research Vol. 36, No. 3, 2008. 770-784.
- Weiske J. Huber O. (2006): The Histidine Triad Protein Hint1 Triggers Apoptosis Independent of Its Enzymatic Activity. The Journal of Biological chemistry. Vol. 281, No. 37, 2006. 27356–27366.
Hielscher Ultrasonics yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir: laboratoriya ölçüsündən başlayaraq sənaye ölçüsünədək.