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Secuenciación de ARN de un solo núcleo
El desarrollo de técnicas de captura de células individuales y construcción de bibliotecas personalizadas, junto con la secuenciación de alto rendimiento, ha revolucionado los estudios de expresión génica a nivel celular. Este avance permite un análisis más profundo y completo de poblaciones celulares complejas, superando las limitaciones asociadas con el promedio de la expresión génica en todas las células y preservando la verdadera heterogeneidad dentro de estas poblaciones. Si bien la secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) presenta ventajas innegables, presenta desafíos en ciertos tejidos donde la creación de una suspensión unicelular resulta difícil y requiere muestras frescas. En BMKGene, abordamos este obstáculo ofreciendo la secuenciación de ARN uninucleado (snRNA-seq) utilizando la tecnología de vanguardia 10X Genomics Chromium. Este enfoque amplía el espectro de muestras susceptibles al análisis del transcriptoma a nivel unicelular.
El aislamiento de núcleos se logra mediante el innovador chip 10X Genomics Chromium, que incorpora un sistema de microfluidos de ocho canales con doble cruce. Dentro de este sistema, las perlas de gel que incorporan códigos de barras, cebadores, enzimas y un único núcleo se encapsulan en gotas de aceite de tamaño nanométrico, formando perlas de gel en emulsión (GEM). Tras la formación de las GEM, se produce la lisis celular y la liberación del código de barras dentro de cada GEM. Posteriormente, las moléculas de ARNm se someten a transcripción inversa en ADNc, que incorporan códigos de barras 10X e identificadores moleculares únicos (UMI). Estos ADNc se someten a la construcción de una biblioteca de secuenciación estándar, lo que facilita una exploración robusta y completa de los perfiles de expresión génica a nivel de célula individual.
Plataforma: 10× Genomics Chromium e Illumina NovaSeq
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10x Genomics Visium Transcriptoma espacial
La transcriptómica espacial es una tecnología de vanguardia que permite a los investigadores investigar los patrones de expresión génica en los tejidos, preservando al mismo tiempo su contexto espacial. Una potente plataforma en este ámbito es 10x Genomics Visium, en combinación con la secuenciación de Illumina. El principio de 10X Visium reside en un chip especializado con un área de captura designada donde se colocan las secciones de tejido. Esta área de captura contiene puntos con código de barras, cada uno correspondiente a una ubicación espacial única dentro del tejido. Las moléculas de ARN capturadas del tejido se etiquetan posteriormente con identificadores moleculares únicos (UMI) durante el proceso de transcripción inversa. Estos puntos con código de barras y UMI permiten un mapeo espacial preciso y la cuantificación de la expresión génica con una resolución de una sola célula. La combinación de muestras con código de barras espacial y UMI garantiza la precisión y especificidad de los datos generados. Al utilizar esta tecnología de transcriptómica espacial, los investigadores pueden obtener una comprensión más profunda de la organización espacial de las células y las complejas interacciones moleculares que ocurren dentro de los tejidos, ofreciendo información invaluable sobre los mecanismos subyacentes a los procesos biológicos en múltiples campos, incluidos la oncología, la neurociencia, la biología del desarrollo, la inmunología y los estudios botánicos.
Plataforma: 10X Genomics Visium e Illumina NovaSeq
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Secuenciación de ARNm de longitud completa - Nanopore
Si bien la secuenciación de ARNm basada en NGS es una herramienta versátil para cuantificar la expresión génica, su dependencia de lecturas cortas limita su eficacia en análisis transcriptómicos complejos. Por otro lado, la secuenciación por nanoporos emplea tecnología de lecturas largas, lo que permite secuenciar transcripciones completas de ARNm. Este enfoque facilita una exploración exhaustiva del splicing alternativo, las fusiones génicas, la poliadenilación y la cuantificación de isoformas de ARNm.
La secuenciación por nanoporos, un método basado en señales eléctricas en tiempo real de moléculas individuales en nanoporos, proporciona resultados en tiempo real. Guiado por proteínas motoras, el ADN bicatenario se une a las proteínas de los nanoporos incrustadas en una biopelícula, desenrollándose al atravesar el canal nanoporoso bajo una diferencia de voltaje. Las señales eléctricas distintivas generadas por las diferentes bases de la cadena de ADN se detectan y clasifican en tiempo real, lo que facilita una secuenciación de nucleótidos precisa y continua. Este innovador enfoque supera las limitaciones de las lecturas cortas y proporciona una plataforma dinámica para análisis genómicos complejos, incluyendo estudios transcriptómicos complejos, con resultados inmediatos.
Plataforma: Nanopore PromethION 48
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Secuenciación completa de ARNm - PacBio
Si bien la secuenciación de ARNm basada en NGS es una herramienta versátil para cuantificar la expresión génica, su dependencia de lecturas cortas restringe su uso en análisis transcriptómicos complejos. Por otro lado, la secuenciación PacBio (Iso-Seq) emplea tecnología de lectura larga, lo que permite la secuenciación de transcripciones completas de ARNm. Este enfoque facilita una exploración exhaustiva del splicing alternativo, las fusiones génicas y la poliadenilación. Sin embargo, existen otras opciones para la cuantificación de la expresión génica debido a la gran cantidad de datos requeridos. La tecnología de secuenciación PacBio se basa en la secuenciación de moléculas individuales en tiempo real (SMRT), lo que proporciona una clara ventaja en la captura de transcripciones completas de ARNm. Este enfoque innovador implica el uso de guías de onda de modo cero (ZMW) y pocillos microfabricados que permiten la observación en tiempo real de la actividad de la ADN polimerasa durante la secuenciación. Dentro de estas ZMW, la ADN polimerasa de PacBio sintetiza una cadena complementaria de ADN, generando lecturas largas que abarcan la totalidad de las transcripciones de ARNm. El funcionamiento de PacBio en modo de secuenciación de consenso circular (CCS) mejora la precisión al secuenciar repetidamente la misma molécula. Las lecturas de alta fidelidad generadas tienen una precisión comparable a la de la NGS, lo que contribuye a un análisis exhaustivo y fiable de características transcriptómicas complejas.
Plataforma: PacBio Sequel II; PacBio Revio
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Secuenciación de ARNm eucariota (NGS)
La secuenciación de ARNm es una técnica que utiliza secuenciación de próxima generación para revelar la presencia y cantidad de moléculas de ARN en una muestra biológica, proporcionando una instantánea de la expresión genética en la muestra.
Con sus amplias aplicaciones, esta herramienta de vanguardia revela complejos perfiles de expresión genética, estructuras genéticas y mecanismos moleculares asociados con diversos procesos biológicos.
Esta técnica es ampliamente adoptada en investigación, diagnóstico clínico y desarrollo de fármacos, ya que ofrece conocimientos sobre las complejidades de la dinámica celular y la regulación genética, proporcionando una base sólida para despertar la curiosidad sobre su potencial en diferentes campos.
Plataformas disponibles: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
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Secuenciación de ARNm no basada en referencia (NGS)
La secuenciación de ARNm permite la caracterización integral de todos los transcritos de ARNm dentro de las células en condiciones específicas. Esta tecnología de vanguardia constituye una herramienta potente que revela complejos perfiles de expresión génica, estructuras génicas y mecanismos moleculares asociados con diversos procesos biológicos. Ampliamente adoptada en la investigación fundamental, el diagnóstico clínico y el desarrollo de fármacos, la secuenciación de ARNm ofrece información sobre las complejidades de la dinámica celular y la regulación genética.
Plataforma: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
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Secuenciación larga no codificante - Illumina
Los ARN largos no codificantes (ARNlnc) tienen más de 200 nucleótidos de longitud, poseen un potencial codificante mínimo y son elementos fundamentales dentro del ARN no codificante. Presentes en el núcleo y el citoplasma, estos ARN desempeñan funciones cruciales en la regulación epigenética, transcripcional y postranscripcional, lo que subraya su importancia en la configuración de los procesos celulares y moleculares. La secuenciación de ARNlnc es una herramienta poderosa en la diferenciación celular, la ontogénesis y las enfermedades humanas.
Plataforma: Illumina NovaSeq X
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Secuenciación de ARN pequeño - Illumina
El ARN pequeño es un grupo de moléculas de ARN que incluye microARN (miARN), ARN pequeños de interferencia (siARN) y ARN que interactúan con piwi (piARN). Entre estos, los miARN, con una longitud aproximada de 18-25 nucleótidos, destacan por su papel regulador fundamental en diversos procesos celulares. Con patrones de expresión específicos de tejido y estadio, los miARN presentan un alto grado de conservación en diferentes especies.
Plataforma: Illumina NovaSeq
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Secuenciación de CircRNA - Illumina
La secuenciación de ARN circular (circRNA-seq) perfila y analiza los ARN circulares, una clase de moléculas de ARN que forman bucles cerrados debido a eventos de empalme no canónico, lo que les proporciona mayor estabilidad. Si bien se ha demostrado que algunos circRNA actúan como esponjas de microARN, secuestrando microARN e impidiéndoles regular sus ARNm diana, otros circRNA pueden interactuar con proteínas, modular la expresión génica o participar en procesos celulares. El análisis de la expresión de circRNA proporciona información sobre las funciones reguladoras de estas moléculas y su importancia en diversos procesos celulares, etapas del desarrollo y enfermedades, lo que contribuye a una comprensión más profunda de la complejidad de la regulación del ARN en el contexto de la expresión génica.
Plataforma: Illumina Novaseq X
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Secuenciación del transcriptoma completo – Illumina
La secuenciación del transcriptoma de Wole ofrece un enfoque integral para el perfilado de diversas moléculas de ARN, incluyendo ARN codificantes (ARNm) y no codificantes (ARNlnc, ARNcirc y miARN). Esta técnica captura el transcriptoma completo de células específicas en un momento dado, lo que permite una comprensión holística de los procesos celulares.
Plataformas disponibles: Illumina Novaseq X
