-
Yksittäisten ytimien RNA-sekvensointi
Yksittäisten solujen talteenottotekniikoiden ja räätälöityjen kirjastojen rakennustekniikoiden kehitys yhdistettynä suuritehoiseen sekvensointiin on mullistanut geenien ilmentymisen tutkimukset solutasolla. Tämä läpimurto mahdollistaa monimutkaisten solupopulaatioiden syvemmän ja kattavamman analyysin, voittaen geenien ilmentymisen keskiarvon laskemiseen kaikissa soluissa liittyvät rajoitukset ja säilyttäen näiden populaatioiden todellisen heterogeenisyyden. Vaikka yksitumaisten RNA-sekvensoinnilla (scRNA-seq) on kiistattomia etuja, se kohtaa haasteita tietyissä kudoksissa, joissa yksitumaisten solujen suspension luominen osoittautuu vaikeaksi ja vaatii tuoreita näytteitä. BMKGenellä ratkaisemme tämän ongelman tarjoamalla yksitumaisten RNA-sekvensointia (snRNA-seq) käyttämällä huippuluokan 10X Genomics Chromium -teknologiaa. Tämä lähestymistapa laajentaa transkriptomianalyysiin soveltuvien näytteiden kirjoa yksitumaisilla tasoilla.
Tumien eristäminen tapahtuu innovatiivisella 10X Genomics Chromium -sirulla, jossa on kahdeksankanavainen mikrofluidiikkajärjestelmä kaksoisristeytyksillä. Tässä järjestelmässä geelihelmet, jotka sisältävät viivakoodeja, alukkeita, entsyymejä ja yhden ytimen, kapseloidaan nanolitran kokoisiin öljypisaroihin muodostaen geelihelmi-emulsion (GEM). GEM:n muodostumisen jälkeen kussakin GEM:ssä tapahtuu solujen hajoaminen ja viivakoodin vapautuminen. Tämän jälkeen mRNA-molekyylit läpikäyvät käänteiskopioinnin cDNA:ksi, joihin on liitetty 10X-viivakoodeja ja ainutlaatuisia molekyylitunnisteita (UMI). Nämä cDNA:t altistetaan sitten standardisoidulle sekvensointikirjastorakenteelle, mikä helpottaa geenien ilmentymisprofiilien vankkaa ja kattavaa tutkimista yksittäisten solujen tasolla.
Alusta: 10× Genomics Chromium- ja Illumina NovaSeq -alusta
-
10x Genomics Visium Spatial Transkriptomi
Spatiaalinen transkriptomiikka on huipputeknologiaa, jonka avulla tutkijat voivat tutkia geenien ilmentymismalleja kudoksissa säilyttäen samalla niiden spatiaalisen kontekstin. Yksi tehokas alusta tällä alueella on 10x Genomics Visium yhdistettynä Illumina-sekvensointiin. 10X Visiumin periaate perustuu erikoissiruun, jossa on nimetty sieppausalue, johon kudosleikkeet sijoitetaan. Tämä sieppausalue sisältää viivakoodattuja täpliä, joista jokainen vastaa ainutlaatuista spatiaalista sijaintia kudoksessa. Kudoksesta siepatut RNA-molekyylit merkitään sitten yksilöllisillä molekyylitunnisteilla (UMI) käänteiskopiointiprosessin aikana. Nämä viivakoodatut täplät ja UMI:t mahdollistavat geenien ilmentymisen tarkan spatiaalisen kartoituksen ja kvantifioinnin yksittäisen solun tarkkuudella. Spatiaalisesti viivakoodattujen näytteiden ja UMI:iden yhdistelmä varmistaa tuotetun datan tarkkuuden ja spesifisyyden. Käyttämällä tätä spatiaalista transkriptomiikkateknologiaa tutkijat voivat saada syvemmän ymmärryksen solujen spatiaalisesta organisaatiosta ja kudoksissa tapahtuvista monimutkaisista molekyylivuorovaikutuksista, mikä tarjoaa arvokasta tietoa biologisten prosessien taustalla olevista mekanismeista useilla aloilla, mukaan lukien onkologia, neurotiede, kehitysbiologia, immunologia ja kasvitieteelliset tutkimukset.
Alusta: 10X Genomics Visium ja Illumina NovaSeq
-
Täyspitkä mRNA-sekvensointi - Nanopore
Vaikka NGS-pohjainen mRNA-sekvensointi on monipuolinen työkalu geenien ilmentymisen kvantifiointiin, sen lyhyiden lukutapojen käyttö rajoittaa sen tehokkuutta monimutkaisissa transkriptoomisissa analyyseissä. Toisaalta nanoporosekvensointi käyttää pitkän lukutavan tekniikkaa, joka mahdollistaa täyspitkien mRNA-transkriptien sekvensoinnin. Tämä lähestymistapa helpottaa vaihtoehtoisten silmukointien, geenifuusioiden, polyadenylaation ja mRNA-isoformien kvantifioinnin kattavaa tutkimista.
Nanohuokosten sekvensointi, menetelmä, joka perustuu nanohuokosten yksittäisten molekyylien reaaliaikaisiin sähköisiin signaaleihin, tuottaa tuloksia reaaliajassa. Moottoriproteiinien ohjaamana kaksijuosteinen DNA sitoutuu biofilmiin upotettuihin nanohuokosproteiineihin ja purkautuu kulkiessaan nanohuokoskanavan läpi jännite-eron vaikutuksesta. DNA-juosteen eri emästen tuottamat erottuvat sähköiset signaalit havaitaan ja luokitellaan reaaliajassa, mikä helpottaa tarkkaa ja jatkuvaa nukleotidisekvensointia. Tämä innovatiivinen lähestymistapa voittaa lyhyiden lukutapojen rajoitukset ja tarjoaa dynaamisen alustan monimutkaiselle genomiselle analyysille, mukaan lukien monimutkaiset transkriptoomiset tutkimukset, välittömin tuloksin.
Alusta: Nanopore PromethION 48
-
Täyspitkän mRNA:n sekvensointi -PacBio
Vaikka NGS-pohjainen mRNA-sekvensointi on monipuolinen työkalu geenien ilmentymisen kvantifiointiin, sen lyhyiden lukutapojen käyttö rajoittaa sen käyttöä monimutkaisissa transkriptoomisissa analyyseissä. Toisaalta PacBio-sekvensointi (Iso-Seq) käyttää pitkän lukutavan tekniikkaa, joka mahdollistaa täyspitkien mRNA-transkriptien sekvensoinnin. Tämä lähestymistapa helpottaa vaihtoehtoisten silmukointien, geenifuusioiden ja polyadenylaation kattavaa tutkimista. Geenien ilmentymisen kvantifiointiin on kuitenkin muitakin vaihtoehtoja vaadittavan suuren tietomäärän vuoksi. PacBio-sekvensointitekniikka perustuu yksittäisten molekyylien reaaliaikaiseen (SMRT) sekvensointiin, mikä tarjoaa selkeän edun täyspitkien mRNA-transkriptien sieppaamisessa. Tämä innovatiivinen lähestymistapa sisältää nollatilan aaltojohteiden (ZMW) ja mikrovalmisteisten kaivojen käytön, jotka mahdollistavat DNA-polymeraasiaktiivisuuden reaaliaikaisen havainnoinnin sekvensoinnin aikana. Näiden ZMW-aaltojen sisällä PacBion DNA-polymeraasi syntetisoi komplementaarisen DNA-juosteen, jolloin syntyy pitkiä lukutapoja, jotka kattavat koko mRNA-transkriptin. PacBion toiminta ympyräkonsensussekvensointitilassa (CCS) parantaa tarkkuutta sekvensoimalla samaa molekyyliä toistuvasti. Luotujen HiFi-lukemien tarkkuus on verrattavissa NGS:ään, mikä edistää entisestään monimutkaisten transkriptoomisten ominaisuuksien kattavaa ja luotettavaa analyysia.
Alusta: PacBio Sequel II; PacBio Revio
-
Eukaryoottinen mRNA-sekvensointi-NGS
mRNA-sekvensointi on tekniikka, jossa käytetään seuraavan sukupolven sekvensointia paljastamaan RNA-molekyylien läsnäolo ja määrä biologisessa näytteessä, mikä antaa tilannekuvan geenien ilmentymisestä näytteessä.
Laajojen sovellustensa ansiosta tämä huippuluokan työkalu paljastaa monimutkaisia geenien ilmentymisprofiileja, geenirakenteita ja molekyylimekanismeja, jotka liittyvät erilaisiin biologisiin prosesseihin.
Tätä tekniikkaa käytetään laajalti tutkimuksessa, kliinisessä diagnostiikassa ja lääkekehityksessä, koska se tarjoaa tietoa soludynamiikan ja geneettisen säätelyn monimutkaisuudesta ja tarjoaa vankan pohjan herättää uteliaisuutta sen potentiaalista eri aloilla.
Saatavilla olevat alustat: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
-
Ei-referenssipohjainen mRNA-sekvensointi-NGS
mRNA-sekvensointi mahdollistaa kaikkien solujen mRNA-transkriptien kattavan profiloinnin tietyissä olosuhteissa. Tämä huipputeknologia toimii tehokkaana työkaluna, joka paljastaa monimutkaisia geenien ilmentymisprofiileja, geenirakenteita ja molekyylimekanismeja, jotka liittyvät erilaisiin biologisiin prosesseihin. Laajasti perustutkimuksessa, kliinisessä diagnostiikassa ja lääkekehityksessä käytetty mRNA-sekvensointi tarjoaa näkemyksiä soludynamiikan ja geneettisen säätelyn monimutkaisuudesta.
Alusta: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
-
Pitkä koodaamaton sekvensointi - Illumina
Pitkät ei-koodaavat RNA:t (lncRNA:t) ovat yli 200 nukleotidin pituisia, joilla on minimaalinen koodauspotentiaali ja jotka ovat keskeisiä elementtejä ei-koodaavassa RNA:ssa. Näitä RNA:ita esiintyy tumassa ja sytoplasmassa, ja niillä on ratkaiseva rooli epigeneettisessä, transkriptionaalisessa ja transkription jälkeisessä säätelyssä, mikä korostaa niiden merkitystä solu- ja molekyyliprosessien muokkaamisessa. LncRNA-sekvensointi on tehokas työkalu solujen erilaistumisessa, ontogeneesissä ja ihmisen sairauksissa.
Alusta: Illumina NovaSeq X
-
Pienen RNA:n sekvensointi - Illumina
Pieni RNA on ryhmä RNA-molekyylejä, joihin kuuluvat mikroRNA:t (miRNA:t), pienet interferoivat RNA:t (siRNA:t) ja piwi-vuorovaikutteiset RNA:t (piRNA:t). Näistä noin 18–25 nukleotidin pituiset miRNA:t ovat erityisen huomionarvoisia keskeisten säätelyrooliensa vuoksi erilaisissa soluprosesseissa. Kudoskohtaisten ja vaihekohtaisten ilmentymismallien ansiosta miRNA:t ovat erittäin säilyneitä eri lajeissa.
Alusta: Illumina NovaSeq
-
CircRNA-sekvensointi - Illumina
Rengas-RNA-sekvensointi (circRNA-seq) profiloi ja analysoi rengas-RNA:ita, jotka ovat RNA-molekyylien luokka, jotka muodostavat suljettuja silmukoita epäkanonisten silmukointitapahtumien seurauksena, mikä lisää näiden RNA:iden vakautta. Vaikka joidenkin rengas-RNA:iden on osoitettu toimivan mikroRNA-sieninä, jotka sitovat mikroRNA:ita ja estävät niitä säätelemästä kohde-mRNA:itaan, toiset rengas-RNA:t voivat olla vuorovaikutuksessa proteiinien kanssa, moduloida geenien ilmentymistä tai niillä voi olla rooli soluprosesseissa. Rengas-RNA:n ilmentymisanalyysi antaa tietoa näiden molekyylien säätelyrooleista ja niiden merkityksestä erilaisissa soluprosesseissa, kehitysvaiheissa ja sairaustiloissa, mikä edistää RNA-säätelyn monimutkaisuuden syvempää ymmärrystä geenien ilmentymisen yhteydessä.
Alusta: Illumina Novaseq X
-
Koko transkriptomin sekvensointi – Illumina
Wole-transkriptomisekvensointi tarjoaa kattavan lähestymistavan erilaisten RNA-molekyylien profilointiin, joka kattaa koodaavan (mRNA) ja ei-koodaavan RNA:n (lncRNA, circRNA ja miRNA). Tämä tekniikka tallentaa tiettyjen solujen koko transkriptomin tietyllä hetkellä, mikä mahdollistaa soluprosessien kokonaisvaltaisen ymmärtämisen.
Saatavilla olevat alustat: Illumina Novaseq X
