Next-generation sequencing-NGS

توالی یابی DNA (DNA sequencing) از زمان معرفی اولین تکنیکهای توالی یابی در دهه ۱۹۷۰ راه درازی را پیموده است. 

توالی یابی DNA (DNA sequencing) از زمان معرفی اولین تکنیکهای توالی یابی در دهه ۱۹۷۰ راه درازی را پیموده است. در راس نسل اول تکنیک های توالی یابی روش سنگر قرار دارد که در سال ۱۹۷۷ معرفی شد و همچنان بعنوان یک روش قابل اعتماد در تشخیصهای ژنتیک مورد استفاده است. تکنیکهای نسل اول برای زمان خود از کارایی بالایی برخوردار بودند به شکلی که پروژه توالی یابی ژنوم انسان با استفاده از این تکنیک باصرف ۳ بیلیون دلار هزینه و ۱۵ سال زمان در سال ۲۰۰۱ انجام گردید. 

 

یکی از جدیدترین تکنولوژیهای ارائه شده در زمینه NGS دستگاه Ion Torrent مربوط به کمپانی Life Technologies آمریکا می باشد.

Ion Torrent اولین دستگاه تجاری در دسترس - یک تراشه نیمه رسانای جدید- را که توانایی تبدیل سیگنال های شیمیایی به اطلاعات دیجیتال را دارد، اختراع کرده است. اولین کاربرد این تکنولوژی توالی یابی DNA است. در ساخت این دستگاه از دهها سال پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی استفاده شده و تنها در طی چند سال با یک تریلیون دلار سرمایه گذاری آن را به ابزاری برای توالی یابی DNA تبدیل کرده است. این اولین تکنولوژی توالی یابی تجاری است که از نور استفاده نمی کند و در نتیجه سرعت بی سابقه، مقیاس عملکرد بالا و هزینه کم ارائه می دهد. این تکنولوژی فقط  در عرض چند ماه از حدود 1 میلیون سنسور در تراشه های نسل اول Ion 314 ™  به 7 میلیون سنسور در تراشه های Ion-316 ™ نسل دوم ارتقاء یافت در حالیکه همان runtime یک تا دو ساعت تراشه های نسل اول را حفظ می کند.

مکانیسم عملکرد دستگاه بسیار ساده است. به طور طبیعی، هنگامی که نوکلئوتید توسط پلیمراز به مولکول DNA اضافه می شود، یک پروتون آزاد می شود و منجر به تغییر قابل تشخیص pH محیط می شود. به طور متوالی یک نوکلئوتید پس از دیگری به محیط وارد می شود. اگر نوکلئوتیدی توالی مولکول DNA را در یک توالی خاص تکمیل کند، اتصال توسط آنزیم پلیمراز انجام شده و یون هیدروژن آزاد می شود. تغییر pH محلول توسط سنسور یونی شناسایی می شود و به طور مستقیم از اطلاعات شیمیایی به اطلاعات دیجیتال تبدیل می شود.

 

کاربردهای توالی یابی نسل جدید (NGS)

1-  توالی یابی کل ژنوم Whole Genome Sequencing

این روش توالی کامل DNA انسان  (نواحی کدکننده وغیرکدکننده) را مشخص می نماید که شامل DNA هسته و میتوکندری می باشد. این روش شناسایی کلیه جهشهای نقطه ای، حذف و مضاعف شدگیها و بازآرایی های کروموزومی را امکانپذیر می سازد.

2-  توالی یابی اگزوم Exome Sequencing

در این روش تنها نواحی کدکننده ژنوم انسان مورد توالی یابی قرار میگیرد. این روش قادر به شناسایی جهشهای نقطه ای و حذف و مضاعف شدگیهای کوچک می باشد.

3-  روش توالی یابی هدفدار (پانلهای NGS) Targeted Gene Sequencing

در این روش که بعنوان پانلهای ژنی نیز شناخته می شود تنها ژنهای محدودی که معمولا مربوط به بیماری خاصی می باشند مورد بررسی قرار میگیرند مانند پانل ناشنوایی

سایر کاربردهای تکنیکهای NGS مانند توالی یابی ترانسکریپتوم و sRNA بیشتر جنبه تحقیقاتی دارد.

آزمایشگاه ژنتیک پزشکی تهران

ساعات کاری: شنبه تا چهارشنبه 7:30 صبح تا19:30 شب پنج شنبه 7:30 صبح تا 15:30 ظهر

عکس ها