Нанопоровое секвенирование, Oxford Nanopore

Нанопоровое секвенирование (Nanopore sequencing) хотя и относится формально к NGS (секвенированию нового поколения), 
но фактически представляет собой следующий этап развития технологии секвенирования нуклеиновых кислот. 
Все предыдущие технологии основаны на непрямом определении последовательности, т.е. включают в себя стадию синтеза на ДНК-матрице, 
в процессе которого происходит детекция встраиваемых нуклеотидов-мономеров.
При этом процесс секвенирования включает стадию пробоподготовки (ПЦР, мечение образца и т.д.).
При нанопоровом секвенировании происходит чтение нуклеотидного состава непосредственно
анализируемой молекулы, что приводит к упрощению процесса, уменьшению временных затрат (в первую очередь - на анализ результатов) и снижению                
его стоимости. Принцип нанопорового секвенирования заключается в перемещении анализируемой молекулы через нанопору и регистрации изменения 
в окружающем электрическом поле в процессе движения молекулы.  

В настоящий момент для секвенирования используются нанопоровые структуры биологического происхождения,
но при этом разрабатываются искусственные нанопоры на основе диоксида кремния, а также гибридные молекулы.

      1.png  
В мае 2015 года компания Oxford Nanopore выпустила на рынок коммерческий секвенатор на основе нанопоровой технологии - MinION
Он представляет собой устройство карманного формата, подключаемое к USB-порту компьютера. 
В основе прибора - ячейка с 512 нанопорами, позволяющая провести одновременное секвенирование до 512 молекул ДНК или РНК (10-20 Гб информации). 
Длина прочтения может составлять до сотен тысяч пар нуклеотидов, а процесс пробоподготовки длится около 10 минут (с помощью набора Rapid Sequencing Kit).  
 MiniON.jpg

Другие секвенаторы Oxford Nanopore

GridION X5 - компактный настольный прибор, состоящий, в отличие от MinION, не из одной, а из пяти независимых ячеек для секвенирования и обработки              
до 100 Гб информации, встроенный процессор анализирует эту информацию в режиме реального времени.


PromethION - прибор для высокопроизводительного секвенирования, включающий 48 независимых ячеек с 3000 нанопорами каждая.
Пользователь может задействовать любое количество этих ячеек, в каждой из которых будет проводиться отдельный эксперимент. Анализ результатов
происходит с помощью встроенного процессора

gridion-x5.png

   

SmidgION - разрабатываемое в данный момент устройство для секвенирования, подключаемое к смартфону или другому мобильному устройству.
Предназначено для работы в полевых условиях.
   
 SmidgION.jpg


Кроме секвенаторов, Oxford Nanopore предлагает реагенты для прободготовки: наборы для приготовления библиотек, в т.ч. для бар-кодирования образцов, а также
устройство для автоматической пробоподготовки VolTRAX (данное устройство находится на стадии тестирования, компания Oxford Nanopore приглашает исследователей
участвовать в программе тестирования и дальнейшей разработки). Для анализа данных предлагается программное обеспечение различного типа и функциональности.


Также компания Диаэм предлагает секвенаторы: