Η βασική διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας νανοπόρων και της αλληλουχίας illumina είναι ότι η αλληλουχία νανοπόρων είναι μια τεχνική αλληλούχισης τρίτης γενιάς που χρησιμοποιεί έναν νανοπόρο για την ανίχνευση της αλληλουχίας ενός μορίου DNA, ενώ η αλληλουχία illumina είναι μια τεχνική αλληλούχισης δεύτερης γενιάς που χρησιμοποιεί αναστρέψιμη τεχνολογία τερματιστών βαφής για την ανίχνευση της αλληλουχίας ενός μορίου DNA.
Αλληλουχία DNA είναι ο προσδιορισμός μιας ακριβούς αλληλουχίας νουκλεοτιδίου ή βάσης ενός μορίου DNA. Υπάρχουν πολλές γρήγορες μέθοδοι για τον προσδιορισμό των αλληλουχιών νουκλεϊκών οξέων που επιταχύνουν τις βιολογικές και ιατρικές ερευνητικές ανακαλύψεις. Μία από τις πρώτες τεχνικές προσδιορισμού αλληλουχίας DNA (Sanger sequencing) αναπτύχθηκε από τον Frederick Sanger το 1975 υιοθετώντας στρατηγική επέκτασης εκκινητών στο MRC Centre, Cambridge, UK. Σήμερα, η πλειονότητα των τεχνικών ταχείας προσδιορισμού αλληλουχίας DNA ανήκουν σε κατηγορίες προσδιορισμού αλληλουχίας DNA δεύτερης γενιάς (επόμενης γενιάς) και τρίτης γενιάς. Η αλληλουχία Nanpore και illumina είναι δύο τέτοιες νέες τεχνολογίες DNA.
Τι είναι η αλληλουχία Nanopore;
Η αλληλούχιση νανοπόρων είναι μια τεχνική προσδιορισμού αλληλουχίας τρίτης γενιάς που χρησιμοποιεί έναν νανοπόρο πρωτεΐνης για την ανίχνευση της αλληλουχίας νουκλεϊκού οξέος ενός μορίου DNA. Στην αλληλουχία νανοπόρων, το DNA που διέρχεται από τον νανοπόρο αλλάζει το ρεύμα του. Αυτή η αλλαγή εξαρτάται από το σχήμα, το μέγεθος και το μήκος της αλληλουχίας DNA. Το προκύπτον σήμα αποκωδικοποιείται για να ληφθεί η συγκεκριμένη αλληλουχία DNA ή RNA. Αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί τροποποιημένα νουκλεοτίδια και λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο.
Εικόνα 01: Αλληλουχία νανοπόρων
Η Oxford Nanopore Technologies είναι μια δημοφιλής εταιρεία που κατασκευάζει πολυάριθμες συσκευές αλληλουχίας νανοπόρων. Οι περισσότερες από τις συσκευές αλληλούχισης Nanopore της Oxford έχουν κυψέλες ροής. Αυτή η κυψέλη ροής έχει έναν αριθμό από μικροσκοπικούς νανοπόρους που είναι ενσωματωμένοι σε ηλεκτρικά ανθεκτική μεμβράνη. Κάθε νανοπόρος αντιστοιχεί στο δικό του ηλεκτρόδιο. Αυτό το ηλεκτρόδιο συνδέεται με ένα κανάλι και ένα τσιπ αισθητήρα. Αυτό το ηλεκτρόδιο μετρά το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσω του νανοπόρου. Όταν ένα μόριο διέρχεται από έναν νανοπόρο, το ρεύμα του αλλάζει ή διακόπτεται. Επιπλέον, αυτή η διαταραχή παράγει ένα χαρακτηριστικό στριφογυριστό. Αυτό το squiggle στη συνέχεια αποκωδικοποιείται για να προσδιοριστεί η αλληλουχία DNA ή RNA σε πραγματικό χρόνο.
Τι είναι το Illumina Sequencing;
Η αλληλουχία Illumina είναι μια τεχνική αλληλούχισης δεύτερης γενιάς που χρησιμοποιεί τεχνολογία αναστρέψιμων τερματιστών βαφής για την ανίχνευση της αλληλουχίας των μορίων DNA. Η εταιρεία Solexa, τώρα μέρος της εταιρείας Illumina, ιδρύθηκε το 1998. Αυτή η εταιρεία εφηύρε αυτήν τη μέθοδο προσδιορισμού αλληλουχίας που βασίζεται στην τεχνολογία αναστρέψιμων τερματιστών βαφής και σε κατασκευασμένες πολυμεράσες.
Εικόνα 02: Αλληλουχία Illumina
Στη μέθοδο προσδιορισμού αλληλουχίας illumina, το δείγμα αρχικά διασπάται σε μικρές τομές. Επομένως, στην αλληλουχία illumina, δημιουργούνται στην αρχή σύντομες αναγνώσεις ή θραύσματα 100-150bp. Αυτά τα θραύσματα στη συνέχεια συνδέονται σε γενικούς προσαρμογείς και ανόπτονται σε μια αντικειμενοφόρο. Γίνεται PCR για την ενίσχυση κάθε θραύσματος. Αυτό δημιουργεί ένα σημείο με πολλά αντίγραφα του ίδιου τμήματος. Αργότερα, διαχωρίζονται σε μονόκλωνα και υποβάλλονται σε αλληλούχιση. Η αντικειμενοφόρος πλάκα προσδιορισμού αλληλουχίας περιέχει νουκλεοτίδια σημασμένα με φθορισμό, πολυμεράση DNA και έναν τερματιστή. Λόγω του τερματιστή, προστίθεται μόνο μία βάση κάθε φορά. Κάθε τερματιστής κύκλου αφαιρείται και επιτρέπει την προσθήκη της επόμενης βάσης στην τοποθεσία. Επιπλέον, με βάση τα σήματα φθορισμού, ο υπολογιστής ανιχνεύει τη βάση που προστίθεται σε κάθε κύκλο. Η τεχνολογία αλληλουχίας Illumina κατασκευάζει την ακολουθία μέσα σε 4 έως 56 ώρες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Nanopore και Illumina Sequencing;
- Nanopore και illumina sequencing είναι δύο τεχνικές αλληλούχισης.
- Και οι δύο είναι μέθοδοι ταχείας και νέας αλληλουχίας.
- Χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση αλληλουχιών DNA και RNA.
- Και τα δύο έχουν υψηλή ακρίβεια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Nanopore και Illumina Sequencing;
Η αλληλούχιση νανοπόρων είναι μια τεχνική αλληλούχισης τρίτης γενιάς που χρησιμοποιεί έναν νανοπόρο για την ανίχνευση της αλληλουχίας των μορίων DNA. Αντίθετα, η αλληλουχία illumina είναι μια τεχνική αλληλούχισης δεύτερης γενιάς που χρησιμοποιεί τεχνολογία αναστρέψιμων τερματιστών βαφής για την ανίχνευση της αλληλουχίας των μορίων DNA. o, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της αλληλουχίας νανοπόρου και του illumina. Επιπλέον, η αλληλουχία νανοπόρων έχει ακρίβεια 92-97%, ενώ η αλληλουχία illumina έχει ακρίβεια 99%.
Το ακόλουθο infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ της αλληλουχίας νανοπόρων και της αλληλουχίας illumina σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Nanopore vs Illumina Sequencing
Οι τεχνικές προσδιορισμού αλληλουχίας υψηλής απόδοσης περιλαμβάνουν μεθόδους αλληλούχισης δεύτερης γενιάς (σύντομη ανάγνωση) και τρίτης γενιάς (μακροχρόνια ανάγνωση). Η αλληλουχία Nanopore και illumina είναι δύο νέες τεχνολογίες DNA που ανήκουν στις κατηγορίες αλληλουχίας DNA τρίτης γενιάς και δεύτερης γενιάς (επόμενης γενιάς). Ο προσδιορισμός αλληλουχίας νανοπόρων χρησιμοποιεί έναν νανοπόρο για την ανίχνευση της αλληλουχίας των μορίων DNA. Από την άλλη πλευρά, η αλληλουχία illumina χρησιμοποιεί τεχνολογία αναστρέψιμων τερματιστών βαφής για την ανίχνευση της αλληλουχίας των μορίων DNA. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ της αλληλουχίας νανοπόρου και του illumina.
