Mini DNA-sequencer tester sandt

MinION, en håndholdt DNA-sekventeringsenhed udviklet af Oxford Nanopore, er blevet testet og evalueret af en uafhængig, internationalt konsortium koordineret af EMBL's European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI). Den innovative enhed åbner op for nye muligheder for at bruge sekventeringsteknologi i marken, for eksempel ved sporing af sygdomsudbrud, testning af emballeret mad eller handel med beskyttede arter.

MinION fungerer ved at detektere individuelle DNA-baser, der passerer gennem en nanopore, og i modsætning til eksisterende sekventeringsteknologier, der er få iboende sansegrænser for længden af ​​DNA-sekvensen, som den kunne aflæse på én gang. MinION-enheden blev oprindeligt gjort tilgængelig for tusindvis af laboratorier over hele verden, som blev inspireret til at udforske teknologien og bidrage til dens udvikling gennem MinION Access Program (MAP).

"MinION Access-programmet var en genial ting at gøre. Fordi enheden kun vejer 100 gram, Oxford Nanopore kunne nemt dele det med mere end 1, 000 laboratorier på verdensplan. Nogle af disse mennesker er tømmermænd, der opfandt nye informatikværktøjer eller våde laboratorieteknikker, der forbedrede MinION-ydelsen, " siger Mark Akeson fra University of California Santa Cruz, en medopfinder af nanopore-sekventering, konsulent for Oxford Nanopore, og en MAP-deltager. "Enheden fungerer godt nu, især for virale og bakterielle genomer, så du kan sende den overalt og vide, at du får det samme resultat. Vi ser på en demokratisering af sekventering i en ikke så fjern fremtid. Det ændrer tingene for mennesker, der har brug for at løse kritiske problemer i udfordrende miljøer, som at spore ebola-stammer under det nylige udbrud i Vestafrika. Et andet udfordrende miljø er rummet - MinION vil være den første DNA-sequencer testet i rummet, af NASA på den internationale rumstation."

"Om et par år mennesker, der kan være flere trin fjernet fra grundlæggende genomisk forskning, som lærere i et klasseværelse, kunne bruge denne enhed til at undervise i videnskab i nye, spændende måder, der aldrig har været mulige før, " tilføjer førsteforfatter Camilla Ip, fra Oxford University. "Jeg bruger MinION i et projekt med gymnasieelever i Oxford, fordi denne teknologi sandsynligvis vil være så meget en del af hverdagen om nogle år, at de tager det for givet. De børn, der skal til at gå til universitetet og slutte sig til arbejdsstyrken er dem, der vil skabe nye smartphone-apps, der bruger denne sensorenhed til applikationer, vi endnu ikke har forestillet os."

Fem laboratorier i Storbritannien, USA, Canada og Holland udførte to sæt af ti eksperimenter, for det samme E coli isolat (stamme K-12 understamme MG1655), ved hjælp af en enkelt, delt protokol. Nøjagtigheden og reproducerbarheden af ​​dataene var konsistente mellem laboratorier og af god kvalitet. Imidlertid, der er meget arbejde at gøre med molekylelevering til flowceller, softwareprotokolklarhed og andre områder.

Dataene genereret i undersøgelsen offentliggjort i dag repræsenterer et øjebliksbillede af MinION's præstation i april 2015. Siden da, innovation på MinION har overgået analysen, med nye chips og sæt udgivet hver 3.-6. måned. Papiret, som omfatter detaljer om den anvendte protokol og foreløbig analyse af de genererede data, er tilgængelig i Nanopores analysekanal på F1000Research. Dataene er hostet i European Nucleotide Archive (ENA).

"Oxford Nanopore har begejstret verden med løftet om en teknologi, der virkelig kan være forstyrrende, " siger David Buck fra Oxford University. "Da MinION Access-programmet åbnede, virkede det som den største virtuelle R&D-gruppe, der nogensinde er etableret inden for genomik - nu er MAP'et åbent for alle. Arbejdet med MARC-teamet fra starten af ​​MAP har været spændende - vi har haft chancen for at skubbe teknologien og få greb om at forstå, hvad der foregår under motorhjelmen. Vi har udgivet papiret i F1000Research før peer review som en baseline for fællesskabet, så alle kan se på papiret og dataene, fortsæt med at lave deres egne analyser og dele deres resultater og stimulere diskussionen."

"Nanopore-sekventering vil åbne døren for udvikling af nye værktøjer og applikationer til at analysere tilstrømningen af ​​nye data, " siger Rebecca Lawrence, Administrerende direktør for F1000Research. "Nanopore-analysekanalen på F1000Research bliver en central, åben platform, hvor forskere kan publicere og diskutere nye applikationer og analysere arbejdsgange for nanopore-sekventeringsdata. Folk kan nemt få adgang til og bidrage med data, så det bredere life-science-samfund hurtigt kan realisere det fulde potentiale af denne nye teknologi."

EMBL-EBI har koordineret datadistribution og analyse for MARC, bruge ENA til at håndtere rådata.

"Denne nye enhed muliggør fuld mobil sekvensering med datastreaming i realtid, hvilket betyder, at med en højhastigheds internetforbindelse, det første datasæt kunne ankomme 20 minutter efter at DNA'et er indlæst, " siger Guy Cochrane, der leder ENA på EMBL-EBI. "ENA er en offentlig ressource, der udvider rækkevidden og anvendeligheden af ​​sekventering, og med nye teknologier som denne giver vi plads, fleksibilitet og ekspertise, der er nødvendig for at teste det og få det i form. Vi var glade for at bruge det som platform for datahåndtering og deling i MAP, så vi kan placere resultaterne i det offentlige domæne hurtigt."

Den næste fase af analyse er allerede i gang af konsortiet, som udforsker måder at reducere fejlraten på og skubber på for at se, hvor lille stikprøven og hvor lang læsningen kan være.