Η βασική διαφορά μεταξύ NGS και WGS είναι ότι η αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) είναι μια μαζικά παράλληλη τεχνολογία αλληλούχισης δεύτερης γενιάς που έχει υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος και ταχύτητα, ενώ η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος (WGS) είναι μια ολοκληρωμένη μέθοδος ανάλυσης ολόκληρου του γονιδιωματικού DNA ενός κυττάρου σε μία μόνο στιγμή χρησιμοποιώντας τεχνικές αλληλούχισης όπως η αλληλούχιση Sanger, η προσέγγιση κυνηγετικού όπλου ή η αλληλουχία NGS υψηλής απόδοσης.
Τις τελευταίες δεκαετίες, η κατανόηση του γονιδιώματος των ανθρώπων και άλλων ζώων έχει αυξηθεί μαζικά λόγω της ανακάλυψης τεχνικών ταχείας αλληλούχισης και εργαλείων βιοπληροφορικής. Οι συμβατικές τεχνικές αλληλούχισης όπως η αλληλουχία Sanger είχαν τους περιορισμούς τους, οι οποίοι απαιτούσαν την ανάπτυξη νέων μεθόδων ταχείας αλληλούχισης, όπως η αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) και η αλληλούχιση νανοπόρου. Η τεχνική αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος (WGS) είναι μια πρόσφατη προσέγγιση που χρησιμοποιείται ήδη σε πολλά γονιδιωματικά ερευνητικά έργα, όπως το 100.000 γονιδιωματικό έργο της Genomic England, UK. Έτσι, το NGS και το WGS είναι δύο μέθοδοι αλληλούχισης που ενσωματώνονται επί του παρόντος σε πολλά γονιδιωματικά έργα.
Τι είναι το NGS;
Το NGS (αλληλουχία επόμενης γενιάς) είναι μια μαζικά παράλληλη τεχνολογία αλληλουχίας δεύτερης γενιάς που έχει υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος και γρήγορη. Δεν υπάρχει ακριβής ορισμός για την αλληλουχία επόμενης γενιάς. Μπορούμε όμως ξεκάθαρα να το διακρίνουμε από τις συμβατικές τεχνικές αλληλούχισης που βασίζονται σε τριχοειδή. Η αλληλουχία επόμενης γενιάς επιτρέπει τον προσδιορισμό της αλληλουχίας ενός μορίου DNA με συνολικό μέγεθος μεγαλύτερο από 1 εκατομμύριο ζεύγη βάσεων σε ένα μόνο πείραμα. Προσφέρει επιλογές άνευ προηγουμένου ταχύτητας και υψηλής απόδοσης, όπως η δυνατότητα προσδιορισμού αλληλουχίας DNA πολλών ατόμων ταυτόχρονα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη σμίκρυνση του όγκου των μεμονωμένων αντιδράσεων αλληλουχίας. Επιπλέον, αυτό περιορίζει επίσης το μέγεθος των οργάνων και ελαχιστοποιεί το κόστος των αντιδραστηρίων ανά αντίδραση.
Εικόνα 01: Πλατφόρμες NGS
Το NGS είναι μια σύντομη μέθοδος αλληλουχίας που έχει ήδη φέρει επανάσταση στο πεδίο της βιολογικής έρευνας. Επιπλέον, το NGS εφαρμόζεται σε διάφορους τομείς όπως η de novo αλληλουχία γονιδιώματος, ο προσδιορισμός αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος, η ανάλυση μεταγραφοτομών, ο προσδιορισμός αλληλουχίας μικρού RNA και micro RNA, η στοχευμένη αναδιάταξη αλληλουχίας και ο προσδιορισμός αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος.
Τι είναι το WGS;
Το WGS (αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος) είναι μια περιεκτική μέθοδος ανάλυσης ολόκληρου του γονιδιωματικού DNA ενός κυττάρου ταυτόχρονα με τη χρήση τεχνικών προσδιορισμού αλληλουχίας όπως η αλληλούχιση Sanger, η προσέγγιση κυνηγετικού όπλου ή η αλληλουχία NGS υψηλής απόδοσης. Είναι επίσης γνωστό ως πλήρης αλληλουχία γονιδιώματος ή πλήρης αλληλουχία γονιδιώματος. Ο προσδιορισμός της αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος συνεπάγεται την αλληλούχιση όλου του χρωμοσωμικού DNA ενός οργανισμού καθώς και του DNA στα μιτοχόνδρια και για τα φυτά, του DNA στον χλωροπλάστη ταυτόχρονα. Το WGS δίνει τη δυνατότητα στους επιστήμονες να διαβάσουν την ακριβή ακολουθία όλων των γραμμάτων που συνθέτουν το πλήρες σύνολο του DNA. Το WGS που χρησιμοποιεί την πλατφόρμα NGS αναμένεται να φέρει επανάσταση στην κλινική ρύθμιση.
Εικόνα 02: WGS vs Ιεραρχική ακολουθία κυνηγετικών όπλων
Ο προσδιορισμός αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος εισήχθη στην κλινική φροντίδα το 2014. Επιπλέον, η εφαρμογή του WGS περιλαμβάνει αλληλούχιση γονιδίων σε επίπεδο SNP για τον εντοπισμό λειτουργικών παραλλαγών σε μελέτες συσχέτισης, θεραπευτική παρέμβαση στην εξατομικευμένη ιατρική, εξελικτική βιολογία, συγκριτική γονιδιωματική ανάλυση, μελέτες μεταλλάξεων και αναδιατάξεων, μελέτες συσχέτισης σπάνιων παραλλαγών και πρόβλεψη ευαισθησίας σε νόσους και ανταπόκρισης στα φάρμακα.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ NGS και WGS;
- NGS και WGS είναι δύο τεχνικές αλληλουχίας.
- Και οι δύο τεχνικές αλληλουχούν DNA ή RNA.
- Αυτές οι τεχνικές είναι νέες και αξιόπιστες.
- Χρησιμοποιούνται και τα δύο για τη διάγνωση ασθενειών και την ανακάλυψη φαρμάκων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ NGS και WGS;
Το NGS είναι μια μαζικά παράλληλη τεχνολογία αλληλούχισης δεύτερης γενιάς που έχει υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος και ταχύτητα, ενώ το WGS είναι μια ολοκληρωμένη μέθοδος ανάλυσης ολόκληρου του γονιδιωματικού DNA ενός κυττάρου ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας τεχνικές αλληλούχισης όπως ως αλληλουχία Sanger, προσέγγιση κυνηγετικού όπλου ή αλληλουχία NGS υψηλής απόδοσης. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ NGS και WGS. Επιπλέον, το NGS αποτελείται μόνο από μεθόδους αλληλούχισης δεύτερης γενιάς ενώ το WGS αποτελείται από μεθόδους αλληλούχισης πρώτης, δεύτερης και τρίτης γενιάς.
Ο ακόλουθος πίνακας παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ και NGS και WGS σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – NGS vs WGS
Τις τελευταίες δεκαετίες, διαφορετικές τεχνικές αλληλούχισης έχουν εφαρμοστεί συνήθως στη σύγχρονη μοριακή έρευνα. Και μάλιστα είναι πολύ ισχυρά εργαλεία για πολλές κλινικές εφαρμογές. Το NGS και το WGS είναι δύο μέθοδοι αλληλούχισης που ενσωματώνονται επί του παρόντος σε πολλά γονιδιωματικά έργα. Το NGS είναι μια τεχνολογία αλληλουχίας δεύτερης γενιάς που έχει υψηλή απόδοση, χαμηλό κόστος και ταχύτητα. Από την άλλη πλευρά, το WGS είναι μια μέθοδος ανάλυσης ολόκληρου του γονιδιωματικού DNA ή του πλήρους γονιδιωματικού DNA ενός κυττάρου σε μία μόνο στιγμή χρησιμοποιώντας τεχνικές αλληλούχισης όπως η αλληλούχιση Sanger, η προσέγγιση κυνηγετικού όπλου ή η αλληλουχία NGS υψηλής απόδοσης. Λοιπόν, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ NGS και WGS.
