차세대 시퀀싱을 위한 초음파 DNA 단편화
차세대 시퀀싱(NGS)은 유전체 DNA 가닥을 서열화하고 게놈 라이브러리를 만들기 위해 유전체 DNA의 신뢰할 수 있는 전단 및 단편화를 필요로 한다. DNA 단편으로 DNA의 통제 된 단편화는 DNA가 순서화되기 전에 필요한 필수 샘플 준비 단계입니다. 초음파는 특정 길이의 DNA 단편화를 위한 효율적이고 신뢰할 수 있는 기술로 입증됩니다. 초음파 DNA 단편화 프로토콜은 재현 가능한 단편화 결과를 달성합니다. Hielscher 초음파 장치는 작동 매개 변수를 통해 정확하게 제어 할 수있는 광범위한 게놈 DNA 단편 크기 분포를 생성 할 수 있습니다. Hielscher 초음파 DNA 전단 시스템은 단일 및 다중 바이알뿐만 아니라 마이크로 플레이트에 사용할 수 있기 때문에 샘플 준비는 매우 효율적입니다.
대장균 EDL933의 게놈 DNA에 대한 전기 영동 분석 결과, 초음파 분쇄가 0-15 분 실시되었습니다. L은 DNA 사다리를 나타냅니다. (Basselet 외. 2008)
- 반복 가능/재현 가능한 결과
- 특정 조각 길이를 얻기 위해 정밀하게 조정할 수 있습니다.
- 신속한 처리
- 일관된 DNA 단편화 결과
- 모든 샘플 볼륨에 대한 장치(예: 여러 바이알 또는 마이크로플레이트)
- 높은 처리량
- 정밀한 온도 제어
- 간단하고 사용자 친화적인 작업
차세대 시퀀싱: 도서관 준비를 위한 초음파 DNA 단편화
차세대 시퀀싱을 수행하기 위해서는 (1) 라이브러리 준비, (2) 시퀀싱 및 (3) 데이터 분석의 세 가지 기본 단계를 수행해야 합니다. 라이브러리 준비 중에 DNA가 단편화되고, 단편 단단은 단일 아데닌 베이스를 추가하여 수리(폴리싱)되고 표적 파편은 이중 좌초 된 DNA로 변환됩니다. 마지막으로 소위 어댑터는 최종 라이브러리 DNA 생성물이 시퀀싱을 위해 양수되도록 결찰, PCR 또는 태그먼트에 의해 부착됩니다.
초음파 처리를 사용하여 DNA 단편화: 특히 더 긴 DNA 단편을 쉽게 읽을 수 없는 일루미나와 같은 짧은 읽기 시퀀싱 기술이 있을 때 DNA 스탠드는 초음파에 의해 안정적으로 달성될 수 있는 특정 크기로 단편화되어야 합니다.
초음파는 DNA, RNA 및 크로마티닌 단편화에 안정적으로 사용될 수 있습니다.
초음파 DNA 단편화는 어떻게 작동합니까?
음향 샘플 처리라고도 하는 초음파 처리는 DNA를 단편화하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 초음파 DNA 전단의 경우 샘플은 통제 된 상태에서 초음파에 노출됩니다. 초음파 DNA 단편화의 작동 원리는 초음파에 의해 생성되는 진동및 캐비테이션을 기반으로합니다. 초음파 (음향) 캐비테이션으로 인한 전단 력은 높은 분자량 DNA 분자를 분해합니다. 강도 (진폭, 지속 시간), 맥동 모드 및 온도와 같은 초음파 처리의 설정은 DNA 단편의 특정 원하는 길이에 정확한 DNA 단편화를 허용합니다. DNA는 초음파를 사용하여 100에서 600 bp로 감소되는 동안, 온화한 초음파 조건이 적용될 때 최대 1300 bp의 더 긴 DNA 단편을 얻을 수 있습니다.
ChIP 중 초음파 DNA 전단 – 크로마 틴 면역 침전
CC-BY-SA.03에서 Jkwchui에서 적응
DNA 분해를 방지하기 위한 온도 제어
DNA의 이중 가닥 분자 모양은 높은 온도에 매우 민감하므로 시료 준비 단계 중 온도를 정확하게 제어하면 신뢰할 수있는 분석 결과를위한 중요한 요소입니다.
Hielscher의 프로브 초음파 장치, VialTweeter 또는 UIP400MTP를 사용하든 – 연결식 온도 센서및 스마트 장치 소프트웨어로 인해 지속적인 온도 모니터링 및 제어가 보장됩니다. 특정 범위 내에서 온도를 유지하기 위해 상한 및 하온 제한을 설정할 수 있습니다. 따라서 초음파 처리기는 이 온도 제한을 초과하자마자 일시 중지되며 세트 ∆T로 온도가 낮아지면 자동으로 초음파 처리됩니다.
Hielscher 초음파 의 정교한 소프트웨어는 이상적인 샘플 처리 조건의 신뢰할 수있는 유지 보수를 보장합니다.
UIP400MTP 멀티웰 플레이트 초음파 처리된 질량 샘플 DNA 단편화
생명 과학의 표본 수는 지난 10년 이내에 크게 증가했습니다. 즉, 매우 많은 수의 샘플(예: 마이크로 플레이트당 344, 1536 또는 3456 개의 우물)은 비교되고 유효한 결과를 얻기 위해 일관되게 동등한 조건에서 샘플 준비 및 분석 중에 처리되어야 합니다. UIP400MTP를 통해 Hielscher 초음파는 대량 샘플 처리 추세를 따르고 있습니다. UIP400MTP는 마이크로 플레이트를 사용하여 시료 준비를 위한 초음파 처리기입니다. UIP400MTP는 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 또는 3456 개의 우물로 플레이트를 처리할 수 있습니다. 마이크로 플레이트 유형에 따라 각 웰은 일반적으로 수십 나노 리터 에서 여러 밀리리터 사이의 샘플 볼륨을 보유 할 수 있습니다. 생명 과학 연구에 널리 사용되는 UIP400MTP는 단백질 분석 전 ELISA(효소-연결된 면역소벤트 분석) 또는 PCR과 같은 분석 전에 샘플 준비뿐만 아니라 CHiP 및 CHiP-seq, 히스톤 변형 식별 및 기타 분석 치료(예: 전자, 전기)와 같은 샘플 준비에 매우 일반적으로 사용됩니다.
최대 10개의 바이알의 샘플 프라파레이션을 위한 바이알트위스터
VialTweeter는 최대 10개의 바이알을 동시에 효과적이고 편안하게 초음파 처리할 수 있는 널리 사용되는 실험실 초음파 검사기 VialTweeter입니다. 바이알 및 테스트 튜브(예: Eppendorf 바이알, 저온 바이알, 원심분리관)가 간접적으로 초음파 처리되기 때문에 교차 오염은 피합니다. 동일한 초음파 강도가 각 샘플에 전달되기 때문에 모든 초음파 처리 결과는 균일하고 재현 할 수 있습니다. VialTweeter는 다른 디지털 장치(예: 스마트 메뉴, 프로그래밍 가능한 설정, 온도 제어, 원격 제어 등)와 같은 모든 스마트 기능을 제공하여 사용자의 편안함을 보장합니다.
마이크로웰 플레이트용 멀티 핑거 프로브
초음파 프로브 균질화 UP200Ht 및 UP200St에 사용할 수있는 4 또는 8 손가락으로 멀티 핑거 프로브는 동일한 조건에서 동시에 여러 샘플을 초음파 처리 할 수있는 편안한 옵션입니다. 예를 들어, SONotrode MTP-24-8-96은 8개의 핑거 프로브로, 자동화된 시스템에 통합하거나 멀티웰 플레이트웰의 웰의 효율적인 수동 샘플 준비에 이상적입니다. 다중 손가락 sonotrode는 표준 초음파 sonotrode를 사용하여 주로 비커와 테스트 튜브가 처리되는 실험실용으로 이상적입니다. 멀티 핑거 및 표준 프로브는 몇 분 이내에 빠르게 상호 변경되어 단일 프로브 초음파를 다중 프로브 초음파 파괴장치로 변환할 수 있습니다.
DNA 단편화를 위한 힐셔 초음파 처리기
Hielscher 초음파는 DNA, RNA 및 크로마틴 단편화를 위한 다양한 초음파 기반 플랫폼을 제공합니다. 이러한 다양한 플랫폼에는 초음파 프로브(sonotrodes), 여러 튜브 또는 다중 웰 플레이트(예: 96웰 플레이트, 마이크로티터 플레이트), 초음파 반응기 및 초음파 컵혼의 동시 시료 준비를 위한 간접 초음파 처리 솔루션이 포함됩니다. DNA 전단을 위한 모든 플랫폼은 주파수 조정된 고성능 초음파 프로세서로 구동되며, 이는 정밀하게 제어가능하며 재현 가능한 결과를 제공합니다.
모든 샘플 수 및 크기에 대한 초음파 프로세서
Hielscher의 다중 시료 초음파 기능 조절기 VialTweeter(최대 10개의 테스트 튜브용)와 UIP400MTP(마이크로플레이트/멀티웰 플레이트용)를 사용하면 원하는 DNA 단편 크기 분포와 수율을 얻으면서 강렬하고 정밀하게 제어가능한 초음파로 인해 시료 처리 시간을 쉽게 줄일 수 있게 됩니다. 초음파 DNA 단편화는 샘플 준비를 효율적이고 신뢰할 수 있으며 확장 가능하게 만듭니다. 프로토콜은 지속적으로 제어되는 초음파를 적용하여 1개에서 수많은 샘플로 선형적으로 확장할 수 있습니다.
1~5개의 손가락으로 프로브 초음파는 더 작은 샘플 수의 준비에 이상적입니다. Hielscher의 실험실 초음파 는 다양한 크기로 사용할 수 있으므로 응용 프로그램 및 요구 사항에 이상적인 장치를 추천 할 수 있습니다.
정밀한 공정 제어
철저한 음향화가 DNA, RNA 및 크로마틴을 파괴할 수 있지만 부적절한 초음파 전단은 너무 긴 DNA및 크로마틴 단편을 초래하기 때문에 정밀하게 제어 가능한 초음파 처리 설정이 중요합니다. Hielscher의 디지털 초음파 는 정확한 초음파 매개 변수로 쉽게 설정할 수 있습니다. 특정 초음파 처리 설정은 동일한 절차의 빠른 반복을 위해 프로그래밍된 설정으로 저장할 수도 있습니다.
모든 초음파 처리는 자동으로 프로토콜을 프로토콜하고 내장 된 SD 카드에 CSV 파일로 저장됩니다. 이를 통해 수행된 시험의 정확한 문서화를 할 수 있으며 초음파 처리 실행을 쉽게 수정할 수 있습니다.
브라우저 리모컨을 통해 모든 디지털 초음파 장치를 모든 표준 브라우저를 통해 작동하고 모니터링할 수 있습니다. LAN 연결을 통해 매우 간단한 플러그 앤 플레이 설정을 허용하므로 추가 소프트웨어 설치가 필요하지 않습니다.
초음파 샘플 준비에서 가장 높은 사용자 친화성
모든 Hielscher 초음파 는 고성능 초음파를 제공하도록 설계되었으며 동시에 항상 매우 사용자 친화적이고 작동하기 쉽습니다. 모든 설정은 선명한 메뉴로 잘 구성되어 있으며, 컬러 터치 디스플레이 또는 브라우저 리모컨을 통해 쉽게 액세스할 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 설정과 자동 데이터 레코딩이 가능한 스마트 소프트웨어는 신뢰할 수 있고 재현 가능한 결과를 위해 최적의 초음파 처리 설정을 보장합니다. 깨끗하고 사용하기 쉬운 메뉴 인터페이스로 Hielscher 초음파 장치를 사용자 친화적이고 효율적인 장치로 전환합니다.
아래 표는 DNA 및 RNA 단편화, 세포 용해 및 단백질 추출과 같은 샘플 준비 작업에 이상적인 실험실 초음파 의 대략적인 처리 용량의 표시를 제공합니다.
| 장치 | 전원 [W] | 유형 | 용량 [mL] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | 마이크로 플레이트용 | 6 – 3456 우물 | 유리 병 | 200 | 최대 10개의 바이알과 클램프 온 가능 | 0.5 – 1.5 |
| UP50H | 50 개 | 프로브 유형 | 0.01 – 250 |
| UP100H | 100 | 프로브 유형 | 0.01 – (500) |
| UP200Ht | 200 | 프로브 유형 | 0.1 – 1000 |
| UP200St | 200 | 프로브 유형 | 0.1 – 1000 |
| UP400St | 400 | 프로브 유형 | 5.0 – 2000 년 |
| 쿠펀 | 200 | CupHorn, sonoreactor | (10) – 200 |
| GDmini2 | 200 | 오염이없는 플로우 셀 |
연락주세요! / 저희에게 물어보세요!
초음파 다중 샘플 준비 장치 유리 병 최대 10 개의 바이알의 동시 초음파 처리를 허용합니다. 클램프 온 장치 VialPress를 사용하면 최대 4개의 추가 튜브를 전면에 눌러 강렬한 초음파 처리를 할 수 있습니다.
SONOTrode MTP-24-8-96에는 마이크로티터 플레이트의 우물의 초음파 처리를위한 8 개의 초음파 프로브가 있습니다.
문학 / 참고 문헌
- 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. (008): 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.
알만한 가치가있는 사실
차세대 시퀀싱이란 무엇입니까?
차세대 시퀀싱, 또한 차세대 시퀀싱(NGS), 고처리량 시퀀싱 또는 2세대 시퀀싱은 대규모 병렬 시퀀싱의 접근 방식을 의미하며, 여기서 매우 큰(대규모) 크기의 DNA가 실행당 병렬로 동시에 시퀀싱된다.
차세대 시퀀싱을 수행하기 위해서는 (1) 라이브러리 준비, (2) 시퀀싱 및 (3) 데이터 분석의 세 가지 기본 단계를 수행해야 합니다. 도서관 준비 중에 DNA 가닥은 특정 길이의 DNA 조각으로 조각화되어야 합니다. 초음파 처리는 DNA를 단편화하는 것이 바람직한 기술 중 하나입니다.
DNA 염기서열 분석 과정에서 DNA의 뉴클레오티드 순서 – 핵산 서열로 알려져 - 결정된다. 핵산 서열은 4개의 뉴클레오티드 염기로 구성됩니다 – 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민 – 어떤 코드에 대한 정보.
차세대 시퀀싱은 DNA와 RNA 염기서열분석이 게놈 연구, 암 연구, 희귀하고 복잡한 질병의 연구, 미생물 연구, 농업학 및 기타 많은 연구 분야에서 크게 사용되기 때문에 생명 과학 및 개인화 된 의학연구를 주도하고 있습니다.
차세대 시퀀싱 vs 생거 시퀀싱
차세대 시퀀싱(NGS)을 사용하면 대량의 게놈 시퀀싱이 가능하지만, Sanger 시퀀싱(사슬 종단 방법 또는 1세대 염기서열분석이라고도 함)은 작은 샘플 수를 시퀀싱할 수 있는 능력만 가지고 있다. Sanger 시퀀싱은 한 번에 단일 DNA 단편만 시퀀싱하며 하루 만에 수행 될 수 있습니다. 그 acccuracy로 인해, Sanger 시퀀싱은 또한 차세대 시퀀싱에 의해 얻은 결과를 확인하는 데 사용되는 금 표준 기술로 간주됩니다.
Sanger 시퀀싱은 약 800bp(일반적으로 농축되지 않은 DNA를 가진 500-600bp)의 판독 길이를 달성합니다. Sanger 시퀀싱에서 더 긴 읽기 길이는 특히 게놈의 반복 영역을 시퀀싱하는 측면에서 다른 시퀀싱 방법에 비해 상당한 이점을 표시합니다. 짧은 읽기 서열 데이터의 도전은 새로운 게놈 (de novo)을 시퀀싱하고 고도로 재배열 된 게놈 세그먼트를 시퀀싱하는 데 특히 문제가되며, 일반적으로 암 게놈또는 구조적 변이를 나타내는 염색체 의 영역에서 볼 수 있습니다. [2008년 모로소바와 마라]
