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新方法有助于袖珍脱氧核糖英雄王座私服核酸测序仪达到近乎完美的精度

生物 2022-06-21 00:04:04

不列颠哥伦比亚大学 信用:Pixabay/CC0公共域 研究人员发现了一种简单的方法来消除几乎所有由广泛使用的便携式DNA测序仪产生的测序错误,这可能使在实验室外工作的科学家能够更有效地研究和跟踪像SARS-CoV-2病毒这样的微生物。

使用特殊的分子标签,该团队能够将牛津纳米孔技术公司的迷你设备的5%至15%的错误率降低到0

005%——即使一次测序许多长的脱氧核糖核酸

“迷你机器人通过将DNA测序从大型实验室的限制中解放出来,彻底改变了基因组学领域,”不列颠哥伦比亚大学土木工程助理教授瑞安·齐尔斯(Ryan Ziels)说,他也是这项研究的主要作者之一,这项研究发表在本周的《自然方法》杂志上

“但直到现在,研究人员还不能在许多环境中依赖这种设备,因为它的开箱即用错误率相当高

" 基因组序列可以揭示一个生物体的很多信息,包括它的身份、祖先以及它的优势和弱点

科学家利用这些信息来更好地了解生活在特定环境中的微生物,以及开发诊断工具和治疗方法

但是如果没有精确的便携式脱氧核糖核酸测序仪,当研究在野外或较小的实验室进行时,关键的遗传细节可能会丢失

因此,齐尔斯和他在奥尔堡大学的合作者创造了一种独特的条形码系统,这种系统可以使像MinION这样的长阅读DNA测序平台的精确度提高1000倍以上

在用这些条形码标记目标分子后,研究人员像往常一样继续进行——使用标准的聚合酶链反应技术扩增或复制标记的分子,并对所得的脱氧核糖核酸进行测序

然后,研究人员可以使用条形码轻松识别和分组测序数据中的相关DNA片段,最终从比传统技术处理时间长10倍的片段中产生近乎完美的序列

更长的脱氧核糖核酸可以检测甚至轻微的遗传变异,并以高分辨率组装基因组

“这种方法的一个优点是,它适用于任何可以扩增的感兴趣的基因,”齐尔斯说,他的团队已经通过开源库提供了处理测序数据的代码和协议

“这意味着它在任何结合高精度和远程基因组信息有价值的领域都非常有用,例如癌症研究、植物研究、人类遗传学和微生物学

" 齐尔斯目前正与温哥华地铁公司合作,开发一种扩大版的方法,可以近乎实时地检测水和废水中的微生物

齐尔说,有了水系统中存在的微生物的准确图像,社区可能能够改善他们的公共卫生战略和治疗技术,并更好地控制像SARS-CoV-2这样的有害微生物的传播。

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