Serviços Completos de Sequenciação de Fagos e Plasmídeos

A CD Genomics oferece serviços completos de sequenciação de plasmídeos e fagos. Os nossos avançados pipelines de bioinformática suportam a montagem de novo, eliminando a necessidade de genomas de referência e permitindo uma análise completa e precisa tanto de plasmídeos como de bacteriófagos.

O que é o Sequenciamento Completo de Fagos/Plasmídeos

Os plasmídeos são moléculas de DNA circulares que existem de forma independente dentro das células bacterianas, frequentemente transportando genes que conferem ao seu hospedeiro características benéficas, como resistência a antibióticos ou funções metabólicas aprimoradas. Estes plasmídeos são essenciais para a transferência horizontal de genes, permitindo que as bactérias se adaptem rapidamente às pressões e mudanças ambientais. Da mesma forma, os fagos, ou bacteriófagos, são vírus que visam especificamente as bactérias e desempenham um papel crucial na transferência de genes bacterianos e na dinâmica populacional. As suas interações com os hospedeiros bacterianos impactam a diversidade microbiana e o equilíbrio ecológico.

Uma compreensão aprofundada da estrutura genética de plasmídeos e fágicos é vital para entender os seus papéis nos ecossistemas microbianos e a sua influência em características como a resistência a antibióticos. O Sequenciamento Completo de Plasmídeos/Fágicos envolve a decodificação de toda a sequência genética de plasmídeos e fágicos, oferecendo uma visão extensa do seu panorama genético. Este método permite aos investigadores identificar tanto os genes essenciais como os elementos acessórios que contribuem para a adaptabilidade e o potencial patogénico do organismo. Através deste mapeamento genético detalhado, obtemos uma compreensão mais profunda da evolução microbiana e dos processos de transferência de genes, que são cruciais para o avanço da investigação em biotecnologia e ciência ambiental.

Os Nossos Métodos de Sequenciação de Fagos/Plasmídeos

Os plasmídeos e os fagos exibem uma considerável variabilidade em tamanho e complexidade, com os plasmídeos frequentemente a apresentarem um alto conteúdo de GC, estruturas intrincadas ou extensas regiões repetitivas, enquanto os fagos também podem exibir arquiteturas genéticas diversas e tamanhos de genoma variáveis. Estas complexidades tornaram historicamente os métodos tradicionais de sequenciação Sanger tanto caros quanto propensos a altas taxas de falha, juntamente com tempos de processamento relativamente lentos.

A CD Genomics utiliza tecnologias de sequenciação avançadas para fornecer sequências completas de DNA de plasmídeos e fagos. Os nossos métodos integram tanto a sequenciação de nova geração (NGS) como as tecnologias de sequenciação de longas leituras para acomodar as diversas estruturas e tamanhos de plasmídeos e fagos. Utilizamos plataformas de última geração, como a Illumina, para sequenciação de alto rendimento, e Nanopore ou PacBio para sequenciação de longas leituras. A nossa abordagem inclui uma preparação de biblioteca abrangente e análise bioinformática, garantindo uma montagem e anotação precisas de toda a sequência genética.

Sequenciação do Genoma Completo de Fagos

A CD Genomics agora centra a sua oferta de sequenciamento no sequenciamento de genomas completos de bacteriófagos, utilizando plataformas de leitura curta (Illumina HiSeq) e de leitura longa (PacBio SMRT, Oxford Nanopore) para apoiar. de novo e montagem guiada por referência. O nosso fluxo de trabalho otimizado lida com genomas de fagos ricos em GC, densos em repetições ou estruturalmente complexos, gerando montagens de alta continuidade com anotação funcional de genes e insights sobre interações com o hospedeiro.

O sequenciamento do genoma completo de fagos apoia a investigação na descoberta de candidatos a fago contra bactérias resistentes a medicamentos, estudos sobre a diversidade de fagos em ambientes e alimentos, e a análise evolutiva de populações de fagos em diferentes ecossistemas.

Vantagens do Sequenciamento Completo de Fagos/Plasmídeos

Cobertura AbrangenteFornece sequenciação completa de plasmídeos e fagos, incluindo regiões com alto conteúdo de GC e estruturas intrincadas que métodos tradicionais podem não detectar, garantindo uma visão genética completa.

Alta PrecisãoFornece sequências com uma precisão superior a 99,9%, garantindo que a informação genética seja precisa e fiável para investigação futura.

Custo-efetivoOferece uma solução mais acessível, especialmente para grandes plasmídeos e fagos, com custos significativamente mais baixos em comparação com os métodos de sequenciação tradicionais, tornando-se uma escolha económica para projetos extensivos.

Resposta RápidaAssegura um processamento rápido e aquisição de dados, acelerando a investigação e permitindo insights oportunos.

Sem Referência NecessáriaRealiza sequenciação sem a necessidade de genomas de referência pré-existentes, ideal para explorar plasmídeos e fagos novos ou não caracterizados.

Alto RendimentoCapaz de manusear múltiplas amostras simultaneamente, aumentando a eficiência e apoiando esforços de investigação em larga escala.

Aplicações da Sequenciação Completa de Fagos/Plasmídeos

• Ecologia MicrobianaExamine o papel dos plasmídeos e fagos dentro das comunidades microbianas, as suas interacções e a sua influência na diversidade microbiana e nas funções dos ecossistemas.
• Estudos de Transferência de GenesInvestigar os mecanismos de transferência horizontal de genes mediada por plasmídeos e fagos, incluindo a disseminação de genes de resistência e outras características funcionais.
• Biologia SintéticaUtilize sequências de plasmídeos abrangentes para desenhar e refinar construções genéticas, avançando aplicações em biologia sintética.
• Pesquisa de FagosAnalisar genomas de fagos para desenvolver estratégias de intervenções direcionadas contra espécies bacterianas específicas.
• Pesquisa AmbientalExplore a presença e funções de plasmídeos e fagos em diversos ambientes, como solo, água e vários habitats microbianos.

Fluxo de Trabalho Completo de Sequenciação de Plasmídeos/ Fagos

Especificações do Serviço

	Requisitos de Amostra Sequenciação Completa de DNA Plasmídico: DNA plasmídico ≥ 1 µg; Quantidade Mínima: 500 ng; Concentração ≥ 20 ng/µL Sequenciação de Plasmídeos (Nanopore): DNA genómico ≥ 1 µg; Quantidade Mínima: 500 ng; Concentração ≥ 10 ng/µL Sequenciação de Fagos Tipo de Amostra: Amostras de fago podem ser isoladas de amostras ambientais ou culturas puras. Nota: Os montantes de amostra são apresentados apenas para referência. Para informações detalhadas, por favor contacte-nos com os seus pedidos personalizados.
Clique	Estratégia de Sequenciamento Plataforma Illumina Nanoporosidade plataforma
	Análise Bioinformática Fornecemos várias análises de bioinformática personalizadas: Controlo de qualidade de dados Aquisição de dados de alta qualidade Montagem de genoma de novo Deteção de sequências específicas Anotação e análise funcional Nota: Os dados recomendados e os conteúdos de análise apresentados são apenas para referência. Para informações detalhadas, por favor contacte-nos com os seus pedidos personalizados.

Pipeline de Análise

Entregáveis

• arquivos FASTQ
• Relatório de comprimento e qualidade de leitura
• Resultados da Assembleia
• Mapa genómico circular
• Análise de potenciais mutações
• Ficheiros de anotação

A CD Genomics aproveita as capacidades avançadas da Plataforma Illumina para sequenciação precisa de plasmídeos, garantindo verificação fiável e análise abrangente do DNA plasmidial. Além disso, desenvolvemos um método económico e de alto rendimento utilizando a tecnologia Nanopore para sequenciar eficientemente plasmídeos maiores na sua totalidade. Estendendo a nossa experiência à sequenciação de fagos, utilizamos estas tecnologias de ponta para fornecer insights genómicos completos e precisos sobre bacteriófagos. Com a nossa vasta experiência e plataformas de última geração, estamos dedicados a oferecer serviços de sequenciação excepcionais e resultados de alta qualidade adaptados para satisfazer as diversas necessidades dos nossos clientes.

1. Por que é necessário o sequenciamento completo do DNA plasmidial?

• Validação da integridade da sequência: Os plasmídeos podem sofrer modificações genéticas durante a clonagem ou amplificação, introduzindo potenciais erros ou mutações.
• Controlo de qualidade para clonagem e engenharia: O sequenciamento de plasmídeos assegura a verificação precisa de inserções clonadas, a ausência de mutações e a integridade do sistema experimental.
• Otimização do design experimental: Sequências de plasmídeos precisas permitem um planeamento experimental eficaz.

2. Como extrair DNA plasmídico de células hospedeiras?

Os métodos de extração comuns incluem:

• Lise alcalina: Lise celular em condições alcalinas para libertar DNA plasmídico.
• Extração de fenol-cloroformo: Utilizando fenol e cloroformo para a extração de DNA, eliminando proteínas e impurezas.
• Extração baseada em colunas: Colunas comerciais para purificação de DNA plasmídico através de centrifugação e eluição.

3. Como garantir a precisão dos dados de sequenciação?

Medidas críticas para garantir a precisão dos dados de sequenciação incluem vários procedimentos chave:

• Extração de amostras minuciosa: Garantindo a pureza e a concentração do DNA plasmidial.
• Selecionando uma plataforma de sequenciação adequada: Adaptando a escolha às exigências experimentais.
• Implementação de processamento de dados e controlo de qualidade: Utilização de ferramentas de bioinformática para eliminar leituras de qualidade inferior e erros de sequenciação.
• Validação através do alinhamento de sequências: Alinhando os resultados com sequências conhecidas para substanciar a precisão.

4. Quais são as aplicações do sequenciamento completo de DNA plasmidial?

A sequenciação completa do DNA plasmídico possui uma infinidade de aplicações em vários domínios:

• Clonagem de genes e estudos de expressão: Facilitando a construção de vetores de clonagem eficazes.
• Investigação sobre resistência a antibióticos: Desvendando os mecanismos de resistência bacteriana.
• Estudos de função genética: Aprofundando-se nas funcionalidades específicas dos genes dentro das células.
• Biologia sintética e biotecnologia: Pioneirismo no design de ferramentas e vias de biologia sintética para a produção farmacêutica, restauração ambiental e empreendimentos de bioenergia.

Se gostaria de saber mais, consulte o nosso artigo "Deteção de Plasmídeos e Sequenciação Completa de DNA de Plasmídeos."

5. Quais fatores podem afetar os resultados do sequenciamento de DNA plasmidial?

Os fatores de influência englobam:

• Qualidade da amostra: pureza do DNA e adequação da concentração.
• Tecnologia de sequenciação: Adequação das plataformas e tecnologias escolhidas.
• Processamento de dados: Eficácia dos procedimentos de controlo de qualidade e processamento.
• Complexidade da sequência: Impacto da complexidade da sequência do plasmídeo e elementos repetitivos na montagem.

Dinâmica da Resistência Antimicrobiana e Epidemiologia Genómica de Multirresistentes Salmonella enterica Serovar Indiana ST17 de 2006 a 2017 na China

Revista: Msystems

Fator de impacto: 7,324

Publicado: 21 de julho de 2022

Fundo

A Salmonella enterica não-tifóide (NTS) é um patógeno alimentar global significativo, cada vez mais associado à resistência antimicrobiana (RAM), especialmente a estirpes multirresistentes (MDR). Esta resistência complica o tratamento e representa um desafio para a saúde pública, levando a OMS a priorizar a S. enterica resistente para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. A base genética da resistência inclui mutações cromossómicas e genes mediadores de plasmídeos, contribuindo para a dominância generalizada de certas estirpes. Estudos recentes na China destacam a prevalência e os mecanismos de resistência da S. Indiana MDR, sublinhando a necessidade urgente de intervenções eficazes para conter a sua propagação.

Métodos

Resultados

Entre 138 bla_CTX-Misolados positivos, 65,2% foram classificados pela localização do genoma. Notavelmente, bla_CTX-M-14 e bla_CTX-M-55 foram identificados nos cromossomas, enquanto bla_CTX-M-15 e bla_CTX-M-65 eram predominantemente transportados por plasmídeos. Isolados humanos exibiram uma prevalência significativamente mais alta de bla_CTX-M positividade (63%) em comparação com isolados relacionados com alimentos (47%). O sequenciamento completo de cinco isolados representativos revelou uma paisagem diversificada de contextos genéticos que abrigam bla_CTX-M genes, particularmente em plasmídeos IncHI2. Notavelmente, o plasmídeo pIndS104-CTX apresentou uma semelhança impressionante com um locus cromossómico em S. Indiana SI43, implicando potenciais eventos de recombinação entre plasmídeos e cromossomas. Este estudo sublinha a complexidade de bla_CTX-M caminhos de disseminação entre patógenos e enfatiza a necessidade urgente de uma maior elucidação.

Fig 1. Comparação circular entre bla_CTX-Mplasmídeos IncHI2 positivos neste estudo (pIndS104-CTX, ps17177-CTX e ps11011-CTX) e outros plasmídeos IncHI2 semelhantes na base de dados nr do NCBI.

Este estudo nacional de 251 isolados encontrou uma forte semelhança genómica entre isolados humanos e de frango, sugerindo que os frangos são uma fonte de infeções humanas. A linhagem 6 foi a mais resistente, com plasmídeos IncHI2 a transportar frequentemente genes ESBL e PMQR.

Conclusão

Este estudo oferece uma visão detalhada sobre a rápida evolução da resistência a múltiplos fármacos (MDR) em S. Indiana ao longo dos últimos 15 anos na China. Mecanismos únicos de resistência antimicrobiana distinguem S. Indiana de outros sorovares, com diversos processos genéticos a contribuir para o desenvolvimento da resistência, incluindo integrações cromossómicas, evolução de elementos de resistência móveis e aquisição esporádica de determinantes de resistência. A presença de nichos hospedeiros diversos, incluindo vários reservatórios animais, sublinha a importância de uma abordagem de Uma Só Saúde para um monitoramento e controlo eficaz da disseminação da resistência. A vigilância contínua direcionada a estirpes bacterianas e elementos genéticos móveis é essencial para medidas de controlo eficazes.

Referência:

1. Du P, Liu X, Liu Y, et al. Dinâmicas da resistência antimicrobiana e epidemiologia genómica de Salmonella enterica serovar Indiana ST17 multirresistente de 2006 a 2017 na China. Msystems, 2022, 7(4): e00253-22.