ION PROTON – nova generacija sekvenciranja

Sistem za določanje zaporedij naslednje generacije, Ion Proton, je nova pridobitev Katedre za genetiko, biotehnologijo, statistiko in žlahtnjene rastlin na Biotehniški fakulteti. Skupaj s sistemom za semi-avtomatsko pripravo vzorcev omogoča natančno in hitro visoko zmogljivo sekvenciranje DNA in RNA molekul. Zasnovan z mislijo na uporabnike, Ion Proton v molekularnih in genetskih laboratorijih znižuje stroške in kompleksnost določanja zaporedij.


Tehnologija temelji na uporabi polprevodnih čipov, na katerih v tisočih luknjicah potekajo sekvenčne reakcije krajših zaporedij DNA ali RNA (cDNA) molekul, pri čemer se pri vgradnji posameznega nukleotida, ki vstopi v reakcijo, sprosti vodikov proton. Ta spremeni pH raztopine v posamezni luknjici, na ione občutljiva plošča pa pretvori spremembo pH v spremembo napetosti, ki jo zazna senzor in zabeleži vgraditev nukleotida v posamezni luknjici.


Zakaj sekvencirati s sistemom Ion Proton?

1. Tehnologija je bila zasnovana z mislijo na uporabnike, ki želijo v najkrajšem času in z minimalnimi stroški pridobiti velike količine podatkov oziroma zaporedij za genomske, transkiptomske, eksomske analize. Kombinacija polprevodnih čipov in biokemijskih sprememb v sekvenčni reakciji neposredno prevede kemijsko informacijo ob vgradnji nukleotida v digitalni podatek o zaporedju DNA ali RNA molekule. Z eliminacijo optičnih senzorjev ter kompleksne sekvenčne kemije je postal sistem Ion Proton cenovno dostopen in enostaven za uporabo.

2. Sekvenciranje z uporabo enega polprevodnega čipa zadošča za pridobitev 40 – 80 milijonov odčitkov, kar zadošča za sekvenciranje enega do treh človeških eksomov oziroma enega do 8 transkriptomov v enem samem zagonu. Prav tako je mogoče sekvencirati več različnih vzorcev na enem čipu z uporabo označevalnih DNA barkod, ki jih vzorcem ligiramo med pripravo DNA knjižnice.

3. Postopek priprave knjižnice ter priprava sekvenčne reakcije sta enostavna in jasna, zato je celoten potek dela hiter in učinkovit:

1. Priprava knjižnice

Knjižnico pripravimo s komercialnimi kompleti, ki so enostavni za uporabo in kompatibilni s polprevodnim sistemom sekvenciranja Ion Proton. Glede na aplikacijo, potrebujemo od nekaj pikogramov do nekaj nanogramov DNA ali cDNA vzorca.

2. Izdelava DNA sekvenčne matrice na sfericah

V zgolj dveh urah pripravimo sekvenčno matrico z avtomatskih sistemom Ion OneTouch™ 2 System.

3. Sekvenciranje

S Torrent Suite™ Software izdelamo plan sekvenciranja s pomočjo že zasnovanih sekvenčnih platform, ki jih poljubno dodelamo in spremenimo. Temu sledi inicalizacija sistema Ion Proton ter sekvenciranje, ki traja 2 do 4 ure. Preko strežnika lahko sledimo poteku sekvenciranja v realnem času.

4. Analiza podatkov

V samo 4 urah pridobimo do 80 M odčitkov, ki jih lahko grobo obdelamo s platformami, ki jih ponuja Torrent Suite™ Software. Pridobljena zaporedja lahko izvozimo v številnih formatih (BAM, UBAM, FASTQ in drugi) in jih nadaljnje obdelujemo s platformami, kot so CLC Genomic Workbench in podobni.


Sistem Ion Proton je celosten sistem za pridobivanje zaporedij bioloških molekul, s katerim lahko uporabnik v zgolj treh dneh izvede celoten postopek ter pridobi kvalitetna zaporedja dolžine do 200 baz. Sistem omogoča sekvenciranje transkriptomov za študije ekspresije, eksomov za preučevanje alelnih variant, majhnih RNA molekul za de novo identifikacije ter tarčno sekvenciranje DNA in RNA molekul s pomočjo izdelanih panelov Ion AmpliSeq™.


Več informacij s strani proizvajalca