การกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกสําหรับการจัดลําดับรุ่นต่อไป
Next Generation Sequencing (NGS) ต้องการการตัดและการกระจายตัวของจีโนมดีเอ็นเอที่เชื่อถือได้เพื่อจัดลําดับสายดีเอ็นเอจีโนมและสร้างไลบรารีจีโนม การกระจายตัวของดีเอ็นเอที่ควบคุมออกเป็นชิ้นส่วนดีเอ็นเอเป็นขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างที่จําเป็นก่อนจัดลําดับดีเอ็นเอ อัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สําหรับการกระจายตัวของ DNA ที่มีความยาวที่กําหนด โปรโตคอลการกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกให้ผลลัพธ์การกระจายตัวที่ทําซ้ําได้ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สามารถสร้างการกระจายขนาดชิ้นส่วน DNA ของจีโนมได้หลากหลายซึ่งสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําผ่านพารามิเตอร์การทํางาน เนื่องจากระบบตัด DNA อัลตราโซนิกของ Hielscher มีให้สําหรับขวดเดียวและหลายขวด ตลอดจนไมโครเพลท การเตรียมตัวอย่างจึงมีประสิทธิภาพสูง
เครื่องโซนิคเตอร์ UIP400MTP Plate สําหรับการเตรียมตัวอย่างปริมาณงานสูงจะสะท้อนตัวอย่างอย่างสม่ําเสมอในแผ่นไมโครไทเตอร์แบบหลายหลุมและแผ่น 96 หลุม
- ผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้ / ทําซ้ําได้
- ปรับได้อย่างแม่นยําเพื่อให้ได้ความยาวของชิ้นส่วน
- การประมวลผลที่รวดเร็ว
- ผลการกระจายตัวของ DNA ที่สอดคล้องกัน
- อุปกรณ์สําหรับปริมาตรตัวอย่างใด ๆ (เช่น ขวดหรือไมโครเพลทหลายขวด)
- ปริมาณงานสูง
- การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยํา
- ใช้งานง่ายและใช้งานง่าย
Next-Gen Sequencing: Ultrasonic DNA Fragmentation สําหรับการเตรียมห้องสมุด
ในการดําเนินการจัดลําดับรุ่นต่อไป จะต้องดําเนินการสามขั้นตอนพื้นฐานของ (1) การเตรียมห้องสมุด (2) การจัดลําดับ และ (3) การวิเคราะห์ข้อมูล ในระหว่างการเตรียมห้องสมุด DNA จะถูกแยกส่วน จากนั้นปลายชิ้นส่วนจะได้รับการซ่อมแซม (ขัดเงา) โดยการเพิ่มฐานอะดีนีนเดี่ยว และชิ้นส่วนเป้าหมายจะถูกแปลงเป็น DNA สองสาย ในที่สุดอะแดปเตอร์ที่เรียกว่าจะถูกแนบโดยการผูก PCR หรือการติดแท็กเพื่อให้สามารถหาปริมาณผลิตภัณฑ์ DNA ของห้องสมุดขั้นสุดท้ายสําหรับการจัดลําดับ
การกระจายตัวของ DNA โดยใช้ Sonication: โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทคโนโลยีการจัดลําดับการอ่านสั้น ๆ เช่น Illumina ซึ่งไม่สามารถอ่านชิ้นส่วน DNA ที่ยาวขึ้นได้อย่างสม่ําเสมอ DNA ยืนจะต้องแยกส่วนเป็นขนาดที่กําหนดซึ่งสามารถทําได้อย่างน่าเชื่อถือโดยอัลตราโซนิก
อัลตราโซนิกสามารถใช้ได้อย่างน่าเชื่อถือสําหรับการกระจายตัวของ DNA, RNA และโครมาติน
ลําดับ Next Gen – การเตรียมห้องสมุด
การกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกมักใช้ในการเตรียมไลบรารีการจัดลําดับดีเอ็นเอสําหรับแพลตฟอร์มการจัดลําดับรุ่นต่อไป (NGS) เทคนิคนี้ใช้เพื่อแบ่งโมเลกุลของ DNA ออกเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กตามขนาดที่ต้องการ ซึ่งอํานวยความสะดวกในขั้นตอนต่อๆ ไปในการเตรียมห้องสมุด โดยทั่วไปแล้วจําเป็นต้องมีการกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกในระหว่างขั้นตอนการเตรียมห้องสมุดของเวิร์กโฟลว์ NGS เพื่อแยกส่วนดีเอ็นเอจีโนมออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่เหมาะสําหรับการประมวลผลปลายน้ําและการจัดลําดับ มีบทบาทสําคัญในการรับรองความสําเร็จของการทดลองจัดลําดับโดยการสร้างชิ้นส่วน DNA ที่มีช่วงขนาดที่เหมาะสมสําหรับแพลตฟอร์มการจัดลําดับเฉพาะที่ใช้
การวิเคราะห์อิเล็กโทรโฟเรติกของ DNA จีโนมของ. coli EDL933 ภายใต้อัลตราโซนิก 0 – 15 นาที L หมายถึงบันไดดีเอ็นเอ (Basselet et al. 2008)
การจัดลําดับรุ่นต่อไป – ขั้นตอนกระบวนการ:
- การกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิก: ก่อนการสร้างห้องสมุด DNA ของจีโนมจะถูกแยกส่วนออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ และจัดการได้มากขึ้น การกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกเกี่ยวข้องกับการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อเฉือนโมเลกุลดีเอ็นเอออกเป็นชิ้นส่วนที่มีช่วงขนาดที่ต้องการ ขั้นตอนนี้มีความสําคัญเนื่องจากช่วยให้แน่ใจว่าการอ่านการจัดลําดับที่สร้างขึ้นในภายหลังจะมีความยาวที่เหมาะสมสําหรับแพลตฟอร์มการจัดลําดับที่ใช้ ช่วงขนาดของชิ้นส่วนสามารถปรับได้ตามข้อกําหนดเฉพาะของการทดลองจัดลําดับ
- การขยายการขยายแบบโคลนโดย PCR: หลังจากการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกชิ้นส่วน DNA จะได้รับการซ่อมแซมขั้นสุดท้ายการผูกอะแดปเตอร์และการขยาย PCR เพื่อสร้างไลบรารีการจัดลําดับดีเอ็นเอขั้นสุดท้าย ขั้นตอนเหล่านี้เตรียมโมเลกุลดีเอ็นเอที่แยกส่วนสําหรับกระบวนการจัดลําดับโดยการเพิ่มลําดับอะแดปเตอร์ที่จําเป็นสําหรับการผูกกับแพลตฟอร์มการจัดลําดับและจัดเตรียมตําแหน่งรองพื้นสําหรับการขยาย PCR
- การจัดลําดับดีเอ็นเอโดยการสังเคราะห์: เมื่อเตรียมห้องสมุดการจัดลําดับแล้ว กระบวนการจัดลําดับดีเอ็นเอโดยการสังเคราะห์ (SBS) จะเริ่มขึ้น ในระหว่าง SBS ลําดับ DNA จะถูกกําหนดโดยการเพิ่มนิวคลีโอไทด์ตามลําดับลงในสายเสริม ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาวัฏจักรของการรวมนิวคลีโอไทด์ การถ่ายภาพ และการแยกตัว ทําให้สามารถกําหนดลําดับดีเอ็นเอตามสัญญาณเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากนิวคลีโอไทด์ที่รวมเข้าด้วยกัน
- การจัดลําดับแบบขนานขนาดใหญ่: ในขั้นตอนสุดท้ายแม่แบบดีเอ็นเอที่แยกออกจากกันเชิงพื้นที่และขยายจะถูกจัดลําดับพร้อมกันในลักษณะขนานกันอย่างมาก วิธีการจัดลําดับปริมาณงานสูงนี้ช่วยให้สามารถสร้างการอ่านลําดับได้หลายล้านถึงหลายพันล้านรายการในการจัดลําดับเพียงครั้งเดียว
การกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกทํางานอย่างไร
Sonication หรือที่เรียกว่าการประมวลผลตัวอย่างอะคูสติกเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแยกส่วน DNA สําหรับการตัด DNA แบบอัลตราโซนิกตัวอย่างจะสัมผัสกับคลื่นอัลตราโซนิกภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้ หลักการทํางานของการกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับการสั่นสะเทือนและโพรงอากาศที่เกิดจากคลื่นอัลตราซาวนด์ แรงเฉือนที่เกิดจากโพรงอากาศอัลตราโซนิก (อะคูสติก) ทําลายโมเลกุลดีเอ็นเอที่มีน้ําหนักโมเลกุลสูง การตั้งค่าของ sonication เช่นความเข้ม (แอมพลิจูดระยะเวลา) โหมดการเต้นเป็นจังหวะและอุณหภูมิช่วยให้สามารถแยกส่วน DNA ได้อย่างแม่นยําตามความยาวที่ต้องการของชิ้นส่วน DNA ในขณะที่ DNA มักจะลดลงเหลือ 100 ถึง 600 bp โดยใช้อัลตราโซนิก แต่ชิ้นส่วน DNA ที่ยาวขึ้นได้ถึง 1300 bp สามารถใช้สภาวะอัลตราโซนิกที่อ่อนกว่า
การตัด DNA แบบอัลตราโซนิกระหว่าง ChIP – การตกตะกอนของภูมิคุ้มกันโครมาติน
ดัดแปลงจาก Jkwchui ภายใต้ CC-BY-SA.03
การควบคุมอุณหภูมิเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของดีเอ็นเอ
รูปร่างโมเลกุลสองสายของ DNA มีความไวสูงต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น ดังนั้นการควบคุมอุณหภูมิที่แน่นอนในระหว่างขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างจึงเป็นปัจจัยสําคัญสําหรับผลการวิเคราะห์ที่เชื่อถือได้
ไม่ว่าคุณจะใช้เครื่องอัลตราโซนิกโพรบของ Hielscher, VialTweeter หรือ UIP400MTP – การตรวจสอบและควบคุมอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องสามารถทําได้เนื่องจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบเสียบได้และซอฟต์แวร์อุปกรณ์อัจฉริยะ เพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่กําหนด คุณสามารถกําหนดขีดจํากัดอุณหภูมิบนและล่างได้ ดังนั้นเครื่องอัลตราโซนิกจะหยุดชั่วคราวทันทีที่เกินขีด จํากัด อุณหภูมินี้และจะส่งสัญญาณเสียงต่อไปโดยอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิลดลง ∆T ที่ตั้งไว้
ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการบํารุงรักษาที่เชื่อถือได้ของสภาวะการรักษาตัวอย่างในอุดมคติ
การแยกส่วน DNA ตัวอย่างมวลด้วยเครื่องอัลตราโซนิกแบบ Multi-Well Plate UIP400MTP
จํานวนตัวอย่างในวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งหมายความว่าต้องมีการประมวลผลตัวอย่างจํานวนมาก (เช่น 384, 1536 หรือ 3456 หลุมต่อไมโครเพลท) ระหว่างการเตรียมตัวอย่างและการวิเคราะห์ภายใต้สภาวะที่เท่ากันอย่างสม่ําเสมอเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เทียบเคียงได้และถูกต้อง ด้วย UIP400MTP Hielscher Ultrasonics กําลังติดตามแนวโน้มของการประมวลผลตัวอย่างมวล UIP400MTP เป็นเครื่องอัลตราโซนิกสําหรับการเตรียมตัวอย่างโดยใช้ไมโครเพลท UIP400MTP สามารถประมวลผลเพลตที่มีหลุม 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 หรือ 3456 หลุม โดยทั่วไปแล้วแต่ละหลุมสามารถเก็บปริมาตรตัวอย่างได้ระหว่างหลายสิบนาโนลิตรถึงหลายมิลลิลิตร UIP400MTP ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยด้านวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต มักใช้สําหรับการเตรียมตัวอย่างก่อนการทดสอบ เช่น ELISA (การทดสอบอิมมูโนดูดซับที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์) หรือ PCR ก่อนการวิเคราะห์โปรตีน เช่นเดียวกับการเตรียมโครมาตินก่อน CHiP และ CHiP-seq การระบุการดัดแปลงฮิสโตน และการรักษาเชิงวิเคราะห์อื่นๆ (เช่น อิเล็กโทรโฟรีซิสเจล แมสสเปกโตรเมตรี)
VialTweeter สําหรับตัวอย่างการแพร่ระบาดได้ถึง 10 ขวด
VialTweeter เป็นเครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย VialTweeter ซึ่งช่วยให้สามารถ sonication ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะดวกสบายได้ถึง 10 ขวดพร้อมกัน เนื่องจากขวดและหลอดทดลอง (เช่นขวด Eppendorf, ขวดแช่แข็ง, หลอดหมุนเหวี่ยง) ถูกโซนิกทางอ้อมจึงหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้าม เนื่องจากความเข้มของอัลตราซาวนด์เดียวกันจะถูกส่งไปยังแต่ละตัวอย่างผลการ sonication ทั้งหมดจึงเป็นเนื้อเดียวกันและทําซ้ําได้ VialTweeter มีคุณสมบัติอัจฉริยะทั้งหมดเช่นเดียวกับอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ ของเรา (เช่น เมนูอัจฉริยะ การตั้งค่าที่ตั้งโปรแกรมได้ การควบคุมอุณหภูมิ รีโมทคอนโทรล ฯลฯ) เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความสะดวกสบายสูงสุดของผู้ใช้
โพรบหลายนิ้วสําหรับแผ่นไมโครเวลล์
มีให้สําหรับโฮโมจีไนเซอร์โพรบอัลตราโซนิก UP200Ht และ UP200St โพรบหลายนิ้วที่มี 4 หรือ 8 นิ้วเป็นตัวเลือกที่สะดวกสบายในการ sonicate ตัวอย่างหลายตัวอย่างในเวลาเดียวกันภายใต้สภาวะเดียวกัน ตัวอย่างเช่น sonotrode MTP-24-8-96 เป็นโพรบแปดนิ้ว ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการรวมเข้ากับระบบอัตโนมัติหรือการเตรียมตัวอย่างด้วยตนเองที่มีประสิทธิภาพของหลุมของแผ่นหลายหลุม sonotrode แบบหลายนิ้วเหมาะอย่างยิ่งสําหรับระบบอัตโนมัติสําหรับห้องปฏิบัติการซึ่งส่วนใหญ่จะบีกเกอร์และหลอดทดลองที่ใช้ sonotrode อัลตราโซนิกมาตรฐาน โพรบแบบหลายนิ้วและแบบมาตรฐานสามารถเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วภายในไม่กี่นาทีเปลี่ยนเครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบเดี่ยวให้เป็นตัวขัดขวางอัลตราโซนิกแบบหลายโพรบ
Hielscher Ultrasonicators สําหรับการกระจายตัวของ DNA
Hielscher Ultrasonics นําเสนอแพลตฟอร์มอัลตราซาวนด์ที่หลากหลายสําหรับการกระจายตัวของ DNA, RNA และโครมาติน แพลตฟอร์มที่แตกต่างกันเหล่านี้รวมถึงโพรบอัลตราโซนิก (sonotrodes) โซลูชัน sonication ทางอ้อมสําหรับการเตรียมตัวอย่างพร้อมกันของหลายหลอดหรือแผ่นหลายหลุม (เช่นแผ่น 96 หลุมแผ่นไมโครไทเตอร์) sonoreactor และอัลตราโซนิกคัพฮอร์น แพลตฟอร์มทั้งหมดสําหรับการตัด DNA ขับเคลื่อนโดยโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่ปรับความถี่ซึ่งสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและให้ผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกสําหรับจํานวนตัวอย่างและขนาดใด ๆ
ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกหลายตัวอย่างของ Hielscher VialTweeter (สําหรับหลอดทดลองสูงสุด 10 หลอด) และ UIP400MTP (สําหรับไมโครเพลท / แผ่นมัลติเวลล์) ทําให้สามารถลดเวลาในการประมวลผลตัวอย่างได้อย่างง่ายดายเนื่องจากอัลตราโซนิกที่เข้มข้นและควบคุมได้อย่างแม่นยําในขณะที่ได้รับการกระจายขนาดชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่ต้องการและผลผลิต การกระจายตัวของดีเอ็นเออัลตราโซนิกทําให้การเตรียมตัวอย่างมีประสิทธิภาพเชื่อถือได้และปรับขนาดได้ โปรโตคอลสามารถปรับขนาดเป็นเส้นตรงจากตัวอย่างหนึ่งเป็นจํานวนมากโดยใช้อัลตราซาวนด์ที่ควบคุมอย่างต่อเนื่อง
เครื่องอัลตราโซนิกโพรบที่มีนิ้วเดียวถึงห้านิ้วเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการเตรียมจํานวนตัวอย่างที่เล็กลง เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการของ Hielscher มีให้เลือกหลายขนาดเพื่อให้เราสามารถแนะนําอุปกรณ์ที่เหมาะสําหรับการใช้งานและความต้องการของคุณ
การควบคุมกระบวนการที่แม่นยํา
การตั้งค่าการ sonication ที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําเป็นสิ่งสําคัญเนื่องจากการ sonification ที่ละเอียดถี่ถ้วนสามารถทําลาย DNA, RNA และโครมาตินได้ แต่การตัดอัลตราโซนิกไม่เพียงพอส่งผลให้ชิ้นส่วน DNA และโครมาตินยาวเกินไป เครื่องอัลตราโซนิกดิจิตอลของ Hielscher สามารถตั้งค่าเป็นพารามิเตอร์ sonication ที่แม่นยําได้อย่างง่ายดาย การตั้งค่าการ sonication เฉพาะยังสามารถบันทึกเป็นการตั้งค่าที่ตั้งโปรแกรมไว้สําหรับการทําซ้ําขั้นตอนเดียวกันอย่างรวดเร็ว
การ sonication ทั้งหมดจะถูกโปรโตคอลโดยอัตโนมัติและจัดเก็บเป็นไฟล์ CSV บนการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้สามารถจัดทําเอกสารที่ถูกต้องของการทดลองที่ดําเนินการและทําให้สามารถแก้ไขการ sonication ได้อย่างง่ายดาย
ผ่านรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์เครื่องอัลตราโซนิกดิจิตอลทั้งหมดสามารถใช้งานและตรวจสอบผ่านเบราว์เซอร์มาตรฐานใด ๆ ไม่จําเป็นต้องติดตั้งซอฟต์แวร์เพิ่มเติม เนื่องจากการเชื่อมต่อ LAN ช่วยให้สามารถตั้งค่า Plug-n-play ได้ง่ายมาก
ใช้งานง่ายสูงสุดในการเตรียมตัวอย่างอัลตราโซนิก
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อให้อัลตราซาวนด์ประสิทธิภาพสูงในขณะเดียวกันก็ใช้งานง่ายและใช้งานง่ายเสมอ การตั้งค่าทั้งหมดมีโครงสร้างที่ดีในเมนูที่ชัดเจน ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ง่ายผ่านหน้าจอสัมผัสสีหรือรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์ ซอฟต์แวร์อัจฉริยะพร้อมการตั้งค่าที่ตั้งโปรแกรมได้และการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติช่วยให้มั่นใจได้ถึงการตั้งค่า sonication ที่เหมาะสมที่สุดเพื่อผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้และทําซ้ําได้ อินเทอร์เฟซเมนูที่สะอาดและใช้งานง่ายเปลี่ยนเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ให้เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานง่ายและมีประสิทธิภาพ
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการของเราซึ่งเหมาะสําหรับงานเตรียมตัวอย่างเช่นการกระจายตัวของ DNA และ RNA การสลายเซลล์และการสกัดโปรตีน:
| อุปกรณ์ | กําลังไฟ [W] | ประเภท | ปริมาตร [มล.] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | สําหรับไมโครเพลท | 6 – 3456 หลุม | ไวอัลทวีตเตอร์ | 200 | สําหรับขวดได้สูงสุด 10 ขวดพร้อมความเป็นไปได้ในการหนีบ | 0.5 – 1.5 |
| UP50H | 50 | ประเภทโพรบ | 0.01 – 250 |
| UP100H | 100 | ประเภทโพรบ | 0.01 – 500 |
| UP200 ฮิต | 200 | ประเภทโพรบ | 0.1 – 1000 |
| UP200 เซนต์ | 200 | ประเภทโพรบ | 0.1 – 1000 |
| UP400ST | 400 | ประเภทโพรบ | 5.0 – 2000 |
| คัพฮอร์น | 200 | CupHorn, เครื่องปฏิกรณ์โซโน | 10 – 200 |
| จีดีมินิ 2 | 200 | โฟลว์เซลล์ที่ปราศจากการปนเปื้อน |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
หน่วยเตรียมตัวอย่างหลายตัวอย่างอัลตราโซนิก ไวอัลทวีตเตอร์ ช่วยให้สามารถ sonication พร้อมกันได้ถึง 10 ขวด ด้วยอุปกรณ์หนีบ VialPress สามารถกดท่อเพิ่มเติมได้ถึง 4 หลอดที่ด้านหน้าเพื่อการ sonication ที่เข้มข้น
sonotrode MTP-24-8-96 มีโพรบอัลตราโซนิกแปดตัวสําหรับการ sonication ของหลุมของแผ่นไมโครไทเตอร์
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
Next Generation Sequencing คืออะไร?
Next-generation Sequencing หรือ Next Gen Sequencing (NGS) การจัดลําดับปริมาณงานสูงหรือการจัดลําดับรุ่นที่สองหมายถึงแนวทางของการจัดลําดับแบบขนานขนาดใหญ่ ซึ่ง DNA จํานวนมาก (มหาศาล) ของชิ้นส่วนหลายล้านชิ้นจะถูกจัดลําดับพร้อมกันพร้อมกันพร้อมกันต่อการวิ่ง
ในการดําเนินการจัดลําดับรุ่นต่อไปสามขั้นตอนพื้นฐานของ
- การเตรียมห้องสมุด
- การจัดลําดับและ
- การวิเคราะห์ข้อมูล
จําเป็น
ในระหว่างการเตรียมห้องสมุด สาย DNA จะต้องแยกส่วนเป็นชิ้นส่วน DNA ที่มีความยาวที่กําหนด Sonication เป็นหนึ่งในเทคนิคที่ต้องการในการแยกส่วน DNA
ในระหว่างกระบวนการจัดลําดับดีเอ็นเอลําดับของนิวคลีโอไทด์ในดีเอ็นเอ – เรียกว่าลําดับกรดนิวคลีอิก – ถูกกําหนด ลําดับกรดนิวคลีอิกประกอบด้วยเบสนิวคลีโอไทด์สี่เบส ได้แก่ อะดีนีนไซโตซีนกัวนีนไทมีน – ซึ่งรหัสสําหรับข้อมูล
การจัดลําดับรุ่นต่อไปกําลังขับเคลื่อนการวิจัยด้านวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตและการแพทย์เฉพาะบุคคลเนื่องจากการจัดลําดับ DNA และ RNA ถูกนํามาใช้อย่างมากในการวิจัยจีโนมการวิจัยมะเร็งการวิจัยโรคที่หายากและซับซ้อนการวิจัยจุลินทรีย์การเกษตรและสาขาการวิจัยอื่น ๆ อีกมากมาย
Next Generation Sequencing กับ Sanger Sequencing
ในขณะที่ Next Generation Sequencing (NGS) เป็นไปได้ที่จะจัดลําดับตัวอย่างจีโนมจํานวนมาก Sanger Sequencing (หรือที่เรียกว่าวิธีการสิ้นสุดลูกโซ่หรือ First Generation Sequencing) มีความสามารถในการจัดลําดับตัวอย่างจํานวนน้อยเท่านั้น การจัดลําดับ Sanger จะจัดลําดับเฉพาะชิ้นส่วน DNA ชิ้นเดียวในแต่ละครั้ง และสามารถทําได้ในวันเดียว เนื่องจากความแม่นยํา การจัดลําดับ Sanger จึงถือเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานทองคํา ซึ่งใช้ในการตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้จากการจัดลําดับรุ่นต่อไป
การจัดลําดับ Sanger มีความยาวการอ่านประมาณ 800bp (โดยทั่วไป 500-600bp กับ DNA ที่ไม่อุดมสมบูรณ์) ความยาวการอ่านที่ยาวขึ้นในการจัดลําดับ Sanger แสดงข้อได้เปรียบที่สําคัญเหนือวิธีการจัดลําดับอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการจัดลําดับบริเวณที่ซ้ําซากของจีโนม ความท้าทายของข้อมูลลําดับการอ่านสั้นเป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจัดลําดับจีโนมใหม่ (de novo) และในการจัดลําดับส่วนจีโนมที่จัดเรียงใหม่อย่างสูงโดยทั่วไปแล้วจะเห็นได้จากจีโนมมะเร็งหรือในบริเวณของโครโมโซมที่แสดงความแปรปรวนของโครงสร้าง [cp. Morozova และ Marra, 2008]
ดีเอ็นเอ – กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก – รูปแบบและหน้าที่ของมัน
ดีเอ็นเอแต่ละรูปแบบมีลักษณะและการใช้งานเฉพาะตัว ซึ่งก่อให้เกิดสาขาการวิจัยที่หลากหลาย รวมถึงเนื้องอกวิทยา พันธุศาสตร์ นิติวิทยาศาสตร์ และชีววิทยาวิวัฒนาการ เครื่องสะท้อนเสียง Hielscher เป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ในการแยกและแยกส่วน DNA และ RNA เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์ของคุณ ในรายการด้านล่าง เราจะอธิบายรูปแบบเฉพาะของ DNA และจัดหมวดหมู่ตามบริบทและหน้าที่ทางชีวภาพ:
- จีโนม DNA (gDNA)
จีโนม DNA (gDNA): ชุด DNA ที่สมบูรณ์ในสิ่งมีชีวิต รวมถึงทั้งการเข้ารหัส (ยีน) และบริเวณที่ไม่ใช่การเข้ารหัส - ดีเอ็นเอนอกเซลล์
ดีเอ็นเอเนื้องอกหมุนเวียน (ctDNA): ชิ้นส่วนของ DNA ที่ปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดโดยเซลล์เนื้องอก
ดีเอ็นเอที่ปราศจากเซลล์ (cfDNA): พบชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่ไหลเวียนอย่างอิสระในกระแสเลือด ซึ่งมาจากเนื้อเยื่อต่างๆ - ดีเอ็นเอวงกลมนอกโครโมโซม (eccDNA): โมเลกุลดีเอ็นเอทรงกลมที่พบนอกโครโมโซมในเซลล์ยูคาริโอต
ดีเอ็นเอของไวรัส: ดีเอ็นเอที่มาจากไวรัส ไม่ว่าจะรวมอยู่ในจีโนมโฮสต์หรือเป็น DNA ที่เป็นเอพิโซม - ดีเอ็นเอไมโทคอนเดรีย
ดีเอ็นเอไมโทคอนเดรีย (mtDNA): ดีเอ็นเออยู่ในไมโทคอนเดรีย สืบทอดมาจากมารดา และเกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงาน - พลาสมิดดีเอ็นเอ
พลาสมิดดีเอ็นเอ: โมเลกุลดีเอ็นเอทรงกลมขนาดเล็กที่ทําซ้ําโดยไม่ขึ้นกับดีเอ็นเอโครโมโซม ซึ่งพบได้ทั่วไปในแบคทีเรียและใช้ในพันธุวิศวกรรม - ดีเอ็นเอนิวเคลียร์
นิวเคลียร์ DNA (nDNA): ดีเอ็นเอที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งประกอบด้วยสารพันธุกรรมส่วนใหญ่ในสิ่งมีชีวิต - ดีเอ็นเอเซลล์เดียว
ดีเอ็นเอเซลล์เดียว (scDNA): ดีเอ็นเอที่สกัดจากเซลล์เดียว ใช้สําหรับการวิเคราะห์จีโนมโดยละเอียดในระดับเซลล์แต่ละเซลล์ - ดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์
ดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์ (rDNA): โมเลกุลดีเอ็นเอที่เกิดจากวิธีการรวมตัวทางพันธุกรรมในห้องปฏิบัติการเพื่อรวบรวมสารพันธุกรรมจากหลายแหล่ง - แบบฟอร์มเฉพาะทาง
ดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อม (eDNA): ดีเอ็นเอที่เก็บจากตัวอย่างสิ่งแวดล้อม (ดิน น้ํา) โดยไม่แยกสิ่งมีชีวิตต้นทาง
ดีเอ็นเอโบราณ (aDNA): ดีเอ็นเอที่สกัดจากตัวอย่างโบราณ ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับชีววิทยาวิวัฒนาการและประชากรโบราณ - โครโมโซมดีเอ็นเอ
ดีเอ็นเอโครโมโซม: ดีเอ็นเอที่ประกอบเป็นโครโมโซมภายในนิวเคลียสของเซลล์ ซึ่งครอบคลุมทั้งบริเวณที่เข้ารหัสและบริเวณที่ไม่มีการเข้ารหัส - รูปแบบไวรัสและสังเคราะห์
ดีเอ็นเอของไวรัส: ดีเอ็นเอที่ได้จากไวรัส ซึ่งสามารถรวมเข้ากับจีโนมของโฮสต์หรือดํารงอยู่เป็นหน่วยงานอิสระ
ดีเอ็นเอสังเคราะห์: ลําดับดีเอ็นเอสังเคราะห์เทียมที่สร้างขึ้นผ่านกระบวนการทางเคมี ซึ่งมักใช้ในการวิจัยและเทคโนโลยีชีวภาพ
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม