Genoma pētījumi, ko veicina ultraskaņas apstrāde
Genoma pētījumi ir revolucionizējuši mūsu izpratni par bioloģiskajām sistēmām, ļaujot izskaidrot sarežģītus ģenētiskos mehānismus, kas ir dažādu slimību un iezīmju pamatā. Ultraskaņas apstrāde, metode, kas sākotnēji tika izstrādāta šūnu membrānu traucējumiem, ir atradusi plašu lietderību genoma pētījumos. Šajā rakstā sniegts pārskats par ultraskaņas pielietojumu genoma pētījumos, ieskaitot DNS izolāciju un sadrumstalotību, hromatīna imūnprecipitāciju (ChIP) un nākamās paaudzes sekvencēšanas bibliotēku sagatavošanu. Šis raksts sniedz pārskatu par ultraskaņas apstrādes principiem, metodoloģijām un pielietojumiem genoma izpētē un iepazīstina jūs ar vispiemērotākajiem ultraskaņas datoriem genoma izpētei.
Ultraskaņas aparāti genoma izpētē
Genoma izpēte pēdējās desmitgadēs ir piedzīvojusi ievērojamus panākumus, ko veicina augstas caurlaidspējas sekvencēšanas tehnoloģiju un novatorisku eksperimentālo metožu izstrāde. Šie sasniegumi ir atvieglojuši genomu, epigenomu un transkriptomu visaptverošu analīzi, piedāvājot ieskatu slimību, evolūcijas un fenotipisko variāciju ģenētiskajā pamatā.
Ultraskaņas apstrāde, mehānisks process, kas ietver ultraskaņas fizisko spēku pielietošanu, lai izjauktu molekulārās struktūras, ir kļuvis par daudzpusīgu instrumentu genoma izpētē. Ultraskaņas apstrāde ir vispāratzīta metode, ko izmanto DNS fragmentācijai, hromatīna nobīdei un NGS bibliotēkas sagatavošanai.
Ultraskaņas pielietojumi genoma izpētē
Ultraskaņas apstrāde tiek piemērota bioloģiskajiem paraugiem paraugu sagatavošanai pirms testiem, analīzes vai gatavojoties turpmākiem pakārtotiem procesiem. Visbiežāk sastopamās paraugu sagatavošanas lietojumprogrammas, izmantojot ultraskaņu, ietver:
Ultraskaņas apstrāde tiek izmantota precīzai genoma DNS sadrumstalotībai, ļaujot ģenerēt vēlamo izmēru DNS fragmentus dažādiem pakārtotiem lietojumiem, tostarp PCR, klonēšanai un dienvidu blotēšanai. Ultraskaņas apstrāde piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar fermentatīvām metodēm, jo tā ļauj elastīgi kontrolēt fragmentu lielumu un sadalījumu. Augstas caurlaidspējas paraugu sagatavošana ar UIP400MTP plāksnes sonikatoru racionalizē lielu paraugu skaita apstrādi.
Lasiet vairāk par ultraskaņu DNS fragmentācija un Plazmīdu fragmentācija!
Lasiet vairāk par ultraskaņas izmantošanu nākamās paaudzes sekvencēšanai!
VialTweeter sonikators vienlaicīgai vairāku flakonu parauga sagatavošanai
Kā es varu izvēlēties labāko ultraskaņas apstrādātāju saviem ar DNS saistītajiem pētījumiem?
Termins “Ultraskaņas apstrāde” tiek izmantots dažādiem ultraskaņas pielietojuma modi. Visizplatītākās metodes ir ultraskaņas vanna un zondes tipa sonikators. Zemāk jūs uzzināsit, kāpēc pareizā ultraskaņas izvēle uzlabos jūsu pētījuma kvalitāti un derīgumu.
Uzziniet par atšķirībām starp dažādiem ultrasonicator modeļiem, to priekšrocībām un ierobežojumiem. Šeit mēs ienirsim visplašāk izmantotajos ultraskaņas modeļos genoma izpētei.
Vannas ultraskaņas apstrāde: Kāpēc vannas tipa sonikatori dod jums neuzticamus, neatkārtojamus rezultātus? Genoma paraugi tiek ievietoti ūdens vannā, kas aprīkota ar vairākiem ultraskaņas devējiem, kas piestiprināti ūdens tvertnes apakšā. Akustiskās kavitācijas plankumi caur tvertni notiek ļoti nevienmērīgi un nenodrošina konsekventu ultraskaņas jaudu. Šī metode apstrādā paraugus ar dažādu intensitāti un nesniedz reproducējamus rezultātus paraugu sagatavošanā, piemēram, DNS fragmentāciju. Šīs nevienmērīgās apstrādes rezultātā DNS fragmenta lieluma kontrole netiek dota. Ar kopēju ultraskaņas vannu uzticams, atkārtojams pētījums nav iespējams.
Vai vēlaties uzzināt vairāk par zondes tipa sonikatoru vs ultraskaņas vannu? Spied šeit!
Atšķirībā no ultraskaņas vannas, Hielscher ir precīzi kontrolējami ultraskaņas aparāti, kas nodrošina spēcīgu ultraskaņu. Ultraskaņas apstrādes intensitāti var precīzi pielāgot lietojumprogrammai, lai izvairītos no nevēlamas bioloģisko paraugu degradācijas. Tas nodrošina optimālu nukleīnskābju un citu biomolekulu saglabāšanu paraugu apstrādes laikā. Tas ir īpaši izdevīgi genoma izpētei, kur paraugu integritātei ir izšķiroša nozīme lejupējā analīzē. Viedās funkcijas, piemēram, programmējams iestatījums, pārlūkprogrammas tālvadības pults un automātiska datu ierakstīšana, atvieglo pētniecības darbu laboratorijās.
Hielscher Sonicator modeļi genoma izpētei
- Zondes tipa ultraskaņas apstrāde: Ultraskaņas zonde ir tieši ievietota parauga mēģenē, ļaujot lokalizēt ultraskaņu un precīzi kontrolēt fragmentācijas parametrus. Šī metode ir ieteicama nelielam paraugu skaitam, piemēram, atsevišķiem flakoniem vai vārglāzēm.
Atrodiet visus zondes tipa sonikatorus DNS fragmentācijai un paraugu sagatavošanai šeit! - CupHorn un UIP400MTP: Hielscher sonikatora modeļi Ultrasonic Cuphorn un UIP400MTP Plate Sonicator ievērojami atšķiras no kopējās ultraskaņas vannas vai tīrīšanas tvertnes. Lai gan pirmajā skatījumā ultraskaņas viļņu netiešas pārraides princips caur ūdens vannu šķiet līdzīgs – atšķirība starp Hielscher ultraskaņas cuphorn vai plāksnes sonikatoru un kopēju ultraskaņas vannu nevarēja būt lielāka! Hielscher sistēmās pilnīga cuphorn un plāksnes ultraskaņas apakšdaļa tiek sajaukta vienmērīgi ar spēcīgu ultraskaņu. Tas nozīmē, ka visa virsma vibrē tieši tādā pašā amplitūdā un frekvencē. Nav atrasta mirusi, ne-ultraskaņas vieta, visi paraugi tiek apstrādāti ar ultraskaņu tādā pašā intensitātē! Tas nodrošina vienādus, reproducējamus rezultātus ultraskaņas parauga sagatavošanā.
Jūs varat atrast vairāk informācijas par ultraskaņas cuphorn šeit!
Plašāku informāciju par plate-sonicator UIP400MTP varat atrast šeit! - VialTweeter: VialTweeter izmanto unikālu vibrējoša flakonu turēšanas bloka sonotrode dizainu, lai pārraidītu ultraskaņas enerģiju tieši paraugu flakonos bez nepieciešamības iegremdēt ūdens vannā vai citā vidē. Šī netiešā, bet ļoti efektīvā ultraskaņas metode ir ideāli piemērota līdz 10 slēgtu flakonu apstrādei un novērš savstarpēju piesārņojumu.
Lasiet vairāk par līdz pat 10 slēgtu flakonu ultraskaņas apstrādi bez piesārņojuma, izmantojot TheVialTweeter!
Ultraskaņas CupHorn slēgtu cauruļu un flakonu intensīvai apstrādei ar ultraskaņu sterilai DNS fragmentācijai.
Ultraskaņas apstrādātāji automatizētās sistēmās – Vienkārša integrācija
Hielscher ultraskaņas aparātus var integrēt automatizētās sistēmās. Ar atvērtu tīkla saskarni un programmēšanas funkcijām Hielscher sonikatori ir piemēroti automatizācijai. Integrācija ar automatizāciju un robotiku ļauj apstrādāt genoma paraugus ar augstu caurlaidspēju, veicinot plaša mēroga pētījumus un personalizētas medicīnas iniciatīvas. Iespēja integrēt jūsu sonikatoru automatizētā paraugu sagatavošanas sistēmā optimizē paraugu apstrādi un nodrošinās efektīvu, reproducējamu un drošu paraugu apstrādi dažādās lietojumprogrammās un paraugu tipos.
- augsta efektivitāte
- vismodernākās tehnoloģijas
- uzticamība & Stabilitāti
- regulējama, precīza procesa vadība
- Partijas & Iekļautās
- jebkuram sējumam
- inteliģenta programmatūra
- viedās funkcijas (piemēram, programmējamas, datu protokolēšana, tālvadības pults);
- viegli un droši lietojams
- zema apkope
- CIP (tīrā vietā)
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā
Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu laboratorijas ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu, kas ir ideāli piemēroti paraugu sagatavošanas uzdevumiem, piemēram, DNS un RNS sadrumstalotībai, šūnu līzei, kā arī DNS un olbaltumvielu izolācijai:
| Ierīce | Jauda [W] | Tips | Tilpums [ml] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | mikroplatēm | 6 – 3456 akas | VialTweeter | 200 | līdz 10 flakoniem un iespīlējama iespēja | 0.5 – 1.5 |
| UP50H | 50 | zondes tipa | 0.01 – 250 |
| UP100H | 100 | zondes tipa | 0.01 – 500 |
| UP200Ht | 200 | zondes tipa | 0.1 – 1000 |
| UP200St | 200 | zondes tipa | 0.1 – 1000 |
| UP400St | 400 | zondes tipa | 5.0 – 2000 |
| Cuphorn | 200 | CupHorn, sonoreaktors | 10 – 200 |
| GDmini2 | 200 | no piesārņojuma brīvas plūsmas šūna |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Bieži uzdotie jautājumi par genomiku un ultraskaņu
Atrodiet šeit atbildes uz visbiežāk uzdoto jautājumu, kad runa ir par ultrasonication un genoma izpēti.
Ko dara ar ultraskaņu uz DNS?
Ultraskaņas apstrāde sadala DNS mazākos fragmentos, pielietojot augstfrekvences skaņas viļņus, kas rada mehāniskus spēkus, izraisot DNS pavedienu pārrāvumu nejaušos punktos. Ultraskaņas intensitātes pielāgošana ļauj izveidot lielākus vai mazākus DNS fragmentus atkarībā no turpmākās apstrādes un analīzes prasībām.
Kāds ir ultraskaņas protokols DNS sadrumstalotībai?
Tipisks ultraskaņas protokols DNS sadrumstalotībai ietver ultraskaņas viļņu pielietošanu DNS paraugiem buferšķīdumā virknei īsu pārrāvumu, kam seko dzesēšanas intervāli, lai novērstu paraugu sildīšanu. Parametri, piemēram, amplitūda, ilgums un cikla numurs, tiek optimizēti, pamatojoties uz parauga veidu un vēlamo fragmenta lielumu.
Kā ultraskaņas apstrāde darbojas DNS nobīdei?
Ultraskaņas apstrāde DNS nobīdei ietver kontrolētu mehānisko spēku pielietošanu DNS molekulām, izmantojot ultraskaņas viļņus. Šie spēki izjauc ūdeņraža saites un citas mijiedarbības, kas satur DNS pavedienus kopā, kā rezultātā rodas nejauši pārtraukumi un DNS sadrumstalotība mazākos gabalos.
Cik ilgi jums vajadzētu apstrādāt DNS paraugus ar ultraskaņu?
DNS paraugu ultraskaņas apstrādes ilgums ir atkarīgs no tādiem faktoriem kā parauga tilpums, koncentrācija un vēlamais fragmenta izmērs. Parasti ultraskaņas apstrāde tiek veikta īsiem pārrāvumiem, kas ilgst no dažām sekundēm līdz vairākām minūtēm, ar dzesēšanas intervāliem, lai novērstu parauga pārkaršanu.
Kāds ir labākais ultraskaņas apstrādātājs DNS izolācijai?
Labākā ultraskaņas izvēle DNS izolācijai ir atkarīga no tādiem faktoriem kā parauga tilpums, caurlaidspēja un vēlamais fragmenta izmērs. Dažas populāras iespējas ietver Hielscher UIP400MTP plāksnes sonikatoru, VialTweeter, CupHorn un ultraskaņas zondi UP100H. Šie ultraskaņas apstrādātāji piedāvā precīzu ultraskaņas parametru kontroli un ir piemēroti dažādiem DNS izolācijas lietojumiem pētniecības laboratorijās.
Kas ir genomika?
Genomika ir daudznozaru bioloģijas nozare, kas iedziļinās, lai izprastu genomu pilnīgu sastāvu, funkcijas, evolūciju, kartēšanu un modificēšanu. Genoms aptver visu organisma DNS, kas ietver gan tā gēnus, gan to sarežģīto trīsdimensiju organizāciju. Atšķirībā no ģenētikas, kas koncentrējas uz atsevišķiem gēniem un to pārmantošanas modeļiem, genomikas mērķis ir visaptveroši raksturot un kvantificēt visus gēnus organismā, izskaidrojot to mijiedarbību un ietekmi uz organismu kopumā. Gēniem ir galvenā loma proteīnu sintēzes vadīšanā, ko veicina fermenti un kurjera molekulas. Šie proteīni, savukārt, veido orgānu un audu strukturālās sastāvdaļas, regulē bioķīmiskos procesus un atvieglo šūnu savstarpējo saziņu. Genomika ietver visu genomu sekvencēšanu un analīzi, izmantojot augstas caurlaidspējas DNS sekvencēšanas metodes un bioinformātikas rīkus, lai atšifrētu genomu struktūru un funkcijas kopumā.
Genomika ir visa organisma ģenētiskā materiāla izpēte, ieskaitot tā DNS sekvenci, organizāciju, funkciju un variācijas. Tas ietver gēnu analīzi, to mijiedarbību un to ietekmi uz iezīmēm un uzvedību. Genoma izpēte ietver dažādas metodes un pieejas, lai izprastu genomu struktūru un funkcijas, kā arī to lomu veselībā, slimībās, evolūcijā un citos bioloģiskos procesos.
Genoma izpētes mērķis ir:
- Sekvences genomi: Tas ietver nukleotīdu (A, T, C un G) secības noteikšanu organisma DNS. Tas var būt viss genoms vai konkrēti interesējošie reģioni.
- Analizējiet ģenētisko variāciju: Genoma pētījumi pēta DNS sekvenču variācijas starp indivīdiem vai populācijām, kas var sniegt ieskatu slimību, iezīmju un evolūcijas procesu ģenētiskajā pamatā.
- Funkcionālā genomika: Šis lauks pēta, kā gēni darbojas un mijiedarbojas viens ar otru un vidi. Tas ietver transkriptomiku (gēnu ekspresijas izpēte), proteomiku (proteīnu izpēte) un metabolomiku (metabolītu izpēte).
- Salīdzinošā genomika: Salīdzinot dažādu sugu genomus, pētnieki var atklāt evolūcijas attiecības, identificēt saglabātos reģionus un izprast bioloģiskās daudzveidības ģenētisko pamatu.
- Medicīniskā genomika: Genoma pētījumi medicīnā koncentrējas uz slimību ģenētiskā pamata izpratni, slimību riska prognozēšanu un personalizētu ārstēšanas un iejaukšanās metožu izstrādi.
Genoma izpēte ir devusi ievērojamus panākumus tādās jomās kā medicīna, lauksaimniecība, evolucionārā bioloģija un biotehnoloģija, veicinot mūsu izpratni par dzīvi molekulārā līmenī un uzlabojot cilvēku veselību un labklājību.
Literatūra / Atsauces
- 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 ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz rūpnieciskais izmērs.