Por que escolher a sequenciação por nanopore - Vantagens da sequenciação por nanopore

A adoção da tecnologia de sequenciamento por nanopore é impulsionada pelas suas vantagens incomparáveis, abordando de forma eficaz numerosos desafios técnicos. Estas vantagens incluem comprimentos de leitura excepcionais, sequenciamento direto de DNA/RNA, capacidades reais de tempo real, eliminação da necessidade de investimentos substanciais em equipamentos de sequenciamento, escalabilidade (sequenciadores portáteis ou de mesa), preparação de bibliotecas em 10 minutos, alta fidelidade e a capacidade de sequenciamento de alto rendimento de dados adequado para análises genómicas em larga escala.

Comprimentos de Leitura Ultra-Longos

No domínio do sequenciamento por nanopore, os comprimentos de leitura ultra-longos alinham-se de perto com os tamanhos dos fragmentos de entrada. Este tipo de comprimento de leitura não é restringido pelos equipamentos de sequenciamento, permitindo que os utilizadores modulem os comprimentos dos fragmentos através dos protocolos de preparação de bibliotecas utilizados. Até à data, os comprimentos de fragmentos de DNA reportados ultrapassaram um recorde de mais de 2 megabytes, com o comprimento da leitura de sequenciamento direto de RNA mais longo atingindo até 26.000 nucleotídeos. Comprimentos de leitura prolongados proporcionam uma abordagem mais definitiva para alinhar e combinar sequências de DNA ou RNA, permitindo a geração de montagens genómicas de alta qualidade, mais completas e contínuas. Esta vantagem é particularmente pronunciada em genomas de plantas e genomas com grandes variações estruturais e regiões repetitivas de alto nível. Análogo a montar um quebra-cabeça, comprimentos de leitura mais longos simplificam o processo de montagem.

Sequenciamento Direto

A tecnologia de nanopore, enraizada nos princípios da eletrónica, concede-nos a capacidade de sequenciar diretamente o DNA e RNA brutos. Este processo contorna a necessidade de cópia de DNA, síntese de cadeias ou conversão de nitrato, preservando assim a integridade das informações de modificação de bases (como 5mC, pseudouridina, m6A) enquanto economiza tempo e custos. Estas informações, juntamente com os sinais brutos gerados durante as corridas de sequenciamento, são retidas e podem ser analisadas a qualquer momento. Graças à aplicação da tecnologia de nanopore, podemos alcançar sequenciamento direto sem a necessidade de PCR, evitando problemas relacionados a vieses de amplificação e simplificando o processo de preparação de bibliotecas.

Sequenciamento em Tempo Real

Em contraste com a abordagem tradicional de sequenciamento que fornece dados em massa após a conclusão de uma corrida, a tecnologia de nanopore trouxe uma era dinâmica de sequenciamento em tempo real, fornecendo resultados como identificação de patógenos em questão de minutos. Durante o processo de sequenciamento, o DNA atravessa rapidamente o nanopore, com a taxa aumentando de 35 bases por segundo inicialmente para as atuais 450 bases por segundo. Cada leitura concluída na matriz requer apenas segundos para análise de dados, eliminando a necessidade de esperar horas ou até dias. Os utilizadores podem avaliar a qualidade e o estado da amostra no início do processo de sequenciamento e interromper o sequenciamento assim que dados suficientes forem obtidos. Este tempo de resposta rápido da amostra ao resultado detém um imenso potencial no futuro para o diagnóstico de doenças infecciosas, monitoramento dinâmico no local de surtos e outras aplicações de diagnóstico de doenças.

Sequenciamento Sob Demanda

Na tecnologia de sequenciamento por nanopore, os utilizadores têm a autonomia para controlar o tempo de sequenciamento, localização e o número de chips necessários, distinguindo-se dos métodos tradicionais de sequenciamento. Por exemplo, o chip de sequenciamento compacto de uso único, Flongle, é adequado para verificações rápidas de qualidade, experimentos genómicos e sequenciamento direcionado em pequena escala. O dispositivo de sequenciamento portátil, MinION, pesando apenas 100 gramas, facilita o sequenciamento de amostras em qualquer local. Os sequenciadores de mesa, GridION e PromethION, estão equipados com 5 e 24 ou 48 chips de sequenciamento, respetivamente. Cada chip pode operar de forma independente ou simultânea, suportando transferência de dados em tempo real. Consequentemente, os utilizadores podem selecionar o número de chips com base na quantidade de amostras e iniciar ou interromper experimentos conforme as necessidades de dados.

Sequenciamento Custo-Efetivo

O sequenciamento tradicional de alto rendimento vem com um preço elevado, exigindo investimentos que variam de centenas de milhares a milhões de RMB para iniciar. Em contraste, o kit de início para sequenciamento por nanopore custa atualmente apenas algumas centenas de dólares, incluindo o sequenciador MinION, dois chips de sequenciamento, um kit de preparação de bibliotecas e um kit de limpeza. Com a capacidade de sequenciar até 60 gigabytes de dados, esses dois chips oferecem uma solução custo-efetiva para análise genómica.

Flexível e Escalável

Os dispositivos de sequenciamento por nanopore da Oxford partilham uma tecnologia central comum, permitindo que os utilizadores ajustem facilmente os experimentos de acordo com as necessidades da aplicação. Desde o compacto Flongle e o portátil MinION até os sequenciadores de mesa GridION e PromethION, esses dispositivos atendem a uma gama de escalas experimentais. Eles são aplicáveis a experimentos de sequenciamento sob demanda, variando de ensaios únicos a projetos de ultra-alto rendimento, proporcionando leituras rápidas, longas e sequenciamento direto de DNA ou RNA em tempo real. O processo de preparação de bibliotecas para DNA ou RNA no sequenciamento por nanopore é simples, com os métodos de preparação de bibliotecas mais rápidos levando apenas de 5 a 10 minutos, envolvendo a adição de adaptadores de sequenciamento e proteínas motoras nas extremidades moleculares da amostra.