LA TECNOLOGIA NGS DI ILLUMINA (SPIEGATA CON UN SALTO NEL PASSATO)

Le piattaforme NGS di Illumina sono basate su un sistema che era stato originariamente ideato e messo a punto da Solexia, azienda acquistata da Illumina nel 2007. Il primo sequenziatore prodotto da Solexia si chiamava Genome Analyzer (GA). Illumina ne proseguì la produzione, lanciando successivamente il Genome Analyzer IIx. Oggi la serie Genome Analyzer è fuori produzione, avendo ceduto il passo alle nuove, più potenti macchine della casa. Per aggiornamenti sulle nuove serie di sequenziatori oggi prodotti da Illumina (HiSeq, NextSeq e MiSeq) potete leggere qui.

MACCHINE PER L'EXOME SEQUENCING: ILLUMINA

La regione codificante (cioè la parte del DNA che codifica per le proteine, comunemente detta anche esoma) rappresenta solo il 2% di tutto il genoma umano, ma ben l'85% delle mutazioni-malattia cadono proprio in questa regione. Il sequenziamento dell'esoma (exome sequencing) è dunque una tecnica d'elezione per lo studio delle malattie genetiche, specialmente laddove il gene associato alla malattia non sia ancora stato identificato (leggi anche l'articolo specifico sull'exome sequencing).

SEQUENZIAMENTO CON NANOBALLS

Nelle nostre review sui più moderni sistemi di sequenziamento abbiamo parlato di Illumina, Life Technologies, Roche, Pacbio RS e SOLiD. È ora il momento di parlare della tecnologia di Complete Genomics, una compagnia di Mountain View (California) che è stata acquisita nel marzo 2013 dal gigante cinese dei servizi di sequenziamento, la BGI-Shenzen.

qPCR/RT-PCR: PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E MACCHINARI

La qPCR (acronimo che sta per quantitative PCR, altresì nota anche come RT-PCR, realt-time PCR, o qrtPCR - quantitative real-time PCR) è una reazione di polimerizzazione a catena nella quale il DNA viene non solo amplificato, ma anche quantificato. Le applicazioni principali della qPCR sono la genotipizzazione (ossia l'analisi del DNA per la caratterizzazione degli alleli a determinati locus), gli studi di espressione (ossia l'analisi del cDNA, ottenuto dalla retrotrascrizione dell'RNA) e l'analisi dei pattern di metilazione.

PACBIO RS II: READS FINO A 30.000 NUCLEOTIDI

Abbiamo già visto nell'articolo IL FUTURO DELL'ANALISI BIOINFORMATICA come una delle sfide maggiori nella progettazione del sequenziatore ideale sia quella di riuscire a produrre reads di lunghezza sempre maggiore. In questo senso, PacBio RS II sembra essere sulla strada giusta. PacBio RS è un sistema di Third Generation Sequencing e si propone come alternativa a Ion Torrent, Illumina e Roche. Mentre la lunghezza delle reads ottenibili con gli ultimi due non supera le centinaia di nucleotidi, PacBio RS II può produrre reads con una lunghezza media che va da 4.200 a 8.500 bp, fino ad un massimo di 30.000 bp.

MiSeq E OVERLAPPING PAIRED-END READS

Abbiamo visto come nel sequenziamento a paired-end reads le reads ottenute a partire dalle due estremità dei frammenti della sequencing library non siano né complementari né sovrapponibili, ma restino separati da un tratto di sequenza di DNA dalla grandezza nota, definito in gergo inner mate distance. Nel sistema MiSeq di Illumina, tuttavia, la inner mate distance può essere negativa, poiché in questo sistema le paired-end reads possono sovrapporsi.

PERSONAL GENOME MACHINES: IL MOMENTO È ARRIVATO!

Dopo i personal computer è in arrivo l'era delle perosonal genome machines...

Le personal genome machines (PGMs) sono sequenziatori Next Generation Sequencing (NGS) di dimensioni ridotte che sono state studiate specificamente per piccoli laboratori (sono note anche come soluzioni benchtop per richiamare l’idea di una piccola macchina comodamente sistemata su un bancone da laboratorio).

SOLiD: LA PIATTAFORMA NGS DI APPLIED BIOSYSTEMS

SOLiD è il nome di una compagnia che fu acquisita da Applied Biosystems (AB) nel 2006 (analogamente a quanto accadde a 454, acquisita da Roche e a Solexia, acquisita da Illumina). SOLiD era (ed è) anche il nome del sequenziatore ed è un acronimo che sta per Sequencing Oligo Ligation Detection.

ILLUMINA NGS: TRE EFFICIENTI PIATTAFORME NGS

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Attenzione: versione obsoleta (13 Marzo 2015) - Per la versione aggiornata (24 luglio 2016) attendere il reindirizzamento o cliccare qui.

HiSeq, NextSeq e MiSeq: le tre piattaforme NGS di Illumina

La piattaforma Next Generation Sequencing di Illumina è basata su un sistema originariamente ideato e messo a punto da Solexia, azienda acquisita da Illumina nel 2007. Il primo sequenziatore prodotto da Solexia si chiamava Genome Analyzer, che fu poi sostituito dal Genome Analyzer IIx. Oggi il Genome Analyzer è completamente fuori produzione. Le nuove potenti serie attualmente commercio sono: HiSeq, NextSeq e MiSeq (qui di seguito illustrate). Per maggiori informazioni sul vecchio Genome Analyzer (ma anche sulla tecnologia Illumina tuttora in uso) potete leggere qui.

ROCHE 454: PIATTAFORMA NGS CAPACE E VELOCE

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Le prime tre piattoforme di Next Generation Sequencing (NGS) sono state prodotte da tre compagnie indipendenti che, poco più tardi, sono state acquisite da grossi gruppi industriali.