GHC Genetics bue využívat inovativní přístup v sekvenování orálního a střevního mikrobiomu
Nanopórové sekvenování patří do tzv. „třetí generace" sekvenování, která umožňuje přímé čtení jednovláknové DNA nebo RNA bez nutnosti předchozí amplifikace (např. pomocí PCR) či chemického značení. Využití nanopóru pro sekvenování bylo poprvé popsáno na konci 80. let několika americkými vědci. David Deamer, George Church a Hagan Bayley nezávisle na sobě popsali sekvenování jedné molekuly DNA pomocí elektroforézy a membránových nanoporů. Tato metoda nevyužívá fluorescenční signál, ale měří změny napětí, které nastanou, když DNA prochází elektricky nabitým pórem v membráně.
Principem této metody je zabudování biologického nanopóru do umělé membrány se stálým elektrickým odporem a na celý systém je přiloženo elektrické napětí. Průchod a přítomnost molekuly DNA v nanopóru ovlivní elektrické vlastnosti celého systému a vyvolává výchylky v proudu procházejícím přes nanopór.
Biologická membrána s nanopórem je obklopena roztokem elektrolytu. Membrána rozdělí roztok na dvě komory. Napětí je aplikováno na membránu a indukuje elektrické pole, které žene nabité částice, v tomto případě ionty, do pohybu. Uvnitř pórů molekula DNA zaujímá objem, který částečně omezuje tok iontů, což je pozorováno jako pokles iontového proudu. Na základě různých faktorů, jako je geometrie, velikost a chemické složení, se bude měnit velikost iontového proudu a doba trvání translokace (= translokace je strukturní přestavba, která vzniká přemístěním části chromozomu mezi nehomologními chromozomy). Na základě této modulace v iontovém proudu lze poté snímat a potenciálně identifikovat různé molekuly, přičemž každý nukleotid způsobí specifickou změnu napětí, kterou lze použít k určení sekvence.
Hlavní předností metod třetí generace je schopnost číst opakující se sekvence, které mohou dosahovat stovek tisíc až milionů nukleotidů, což ji činí ideální pro skládání celých genomů a identifikaci velkých genetických změn.
U starších metod představovala krátká délka přečtených úseků problém, protože znemožňovala správné umístění sekvencí v genomu. To vedlo k obtížím při určování, ke které konkrétní opakující se oblasti sekvence patří. Vzhledem k tomu, že lidský genom obsahuje více než 50 % takovýchto opakujících se sekvencí, metody třetí generace jsou klíčové pro analýzu genomů lidí i dalších organismů a přispívají k hlubšímu biologickému poznání.
V GHC Genetics budeme touto metodou provádět brzy sekvenování v rámci vyšetření orálního a střevního mikrobiomu prosřednictvím přenosného sekvenátoru MinION MK1D, která má velikost mobilního telefonu a váží pohých 90 gramů !
