Новые подходы в амплификации генетического материала позволят существенно расширить возможности NGS-систем от Illumina
8 января 2018 года компании Thermo Fisher Scientific и Illumina подписали соглашение, позволяющее Illumina выпускать наборы для амплификации AmpliSeq for Illumina, разработанные компанией Thermo Fisher Scientific. Ранее эти наборы были доступны только пользователям платформы Ion Torrent
Секвенаторы производства Illumina используют следующую технологию секвенирования: после предварительного фрагментирования ДНК и ее фланкирования частично комплементарными адаптерами проводится «мостиковая амплификация» на подложке с пришитыми олигонуклеотидными адаптерами. После чего ДНК-зависимая ДНК полимераза синтезирует комплементарные цепи фрагментов ДНК. Встраивание каждого нового нуклеотида регистрируется камерой по свечению флуоресцентных меток разных цветов.
В секвенаторах Ion Torrent выделенные фрагменты ДНК, РНК или ПЦР-продукты фланкируют двумя адаптерами, один из которых предназначен для гибридизации на микросферах, а другой комплементарен секвенирующему праймеру. Затем фрагменты клонально амплифицируются на микросферах с помощью эмульсионной ПЦР, которые загружаются в лунки полупроводникового микрочипа для секвенирования. Проточная система по очереди подает один из четырех нуклеотидов к ячейкам, расположенным на сенсорном чипе. В случае, если нуклеотид комплементарен исследуемой матрице, полимераза удлиняет вторую цепь. В результате встраивания нуклеотида происходит отщепление трифосфата, высвобождение иона водорода и локальное изменение pH, что детектируется ион-чувствительным сенсорным слоем на дне ячейки.
Таким образом, важным этапом в работе обеих платформ является предварительное создание библиотек праймеров. Метод мультиплексной ПЦР, используемый технологией AmpliSeq - это наиболее точный на данный момент способ создания библиотек для таргетного ресеквенирования, позволяющий работать с образцами, содержащими от 1 нг ДНК или РНК. Существует значительное количество готовых AmpliSeq панелей, доступных к использованию: для исследования наследственных, онкологических, инфекционных заболеваний человека, микробиологических исследований, а также в фармакогенетических разработках. При помощи онлайн ресурса Ion AmpliSeq Designer (ampliseq.com) можно сформировать собственную панель (on-demand panel) из множества представленных на сайте генов, ассоциированных с самыми распространенными в мире заболеваниями.
По словам Джойдепа Госвами, президента департамента клинического применения NGS в онкологии Thermo Fisher Scientific, стандартизация AmpliSeq-технологий даст мощный толчок исследованиям генетических заболеваний, приведет к более тесному и плодотворному сотрудничеству NGS-сообществ и перенесет основной фокус исследований в клиническую область. При этом, Thermo Fisher Scientific оставляет за собой право модифицировать эту амплификационную технологию и для других NGS-платформ.
В свою очередь Марк Ван Ойни, финансовый директор Illumina, полагает, что подобное совмещение технологий позволит пользователям Illumina существенно расширить возможности своего оборудования и использовать таргетное ресеквенирование после проведения полноэкзомного и полногеномного секвенирования.