-
ריצוף RNA חד-גרעיני
פיתוח טכניקות לכידת תאים בודדים ובניית ספריות מותאמות אישית, בשילוב עם ריצוף תפוקה גבוהה, חוללו מהפכה במחקרי ביטוי גנים ברמת התא. פריצת דרך זו מאפשרת ניתוח מעמיק ומקיף יותר של אוכלוסיות תאים מורכבות, תוך התגברות על המגבלות הקשורות לממוצע ביטוי גנים על פני כל התאים ושמירה על ההטרוגניות האמיתית בתוך אוכלוסיות אלו. בעוד שריצוף RNA של תאים בודדים (scRNA-seq) טומן בחובו יתרונות שאין להכחישה, הוא נתקל באתגרים ברקמות מסוימות שבהן יצירת תרחיף של תא בודד מתבררת כקשה ודורשת דגימות טריות. ב-BMKGene, אנו מטפלים במכשול זה על ידי הצעת ריצוף RNA של גרעין בודד (snRNA-seq) באמצעות טכנולוגיית 10X Genomics Chromium המתקדמת. גישה זו מרחיבה את ספקטרום הדגימות הניתנות לניתוח טרנסקריפטום ברמת התא הבודד.
בידוד הגרעינים מתבצע באמצעות שבב כרום 10X Genomics החדשני, הכולל מערכת מיקרופלואידיקה בת שמונה ערוצים עם מעברים כפולים. בתוך מערכת זו, חרוזי ג'ל המשלבים ברקודים, פריימרים, אנזימים וגרעין יחיד ארוזים בטיפות שמן בגודל ננוליטר, ויוצרים חרוז ג'ל בתחליב (GEM). לאחר היווצרות ה-GEM, מתרחשים ליזיס תאים ושחרור ברקוד בתוך כל GEM. לאחר מכן, מולקולות mRNA עוברות שעתוק הפוך ל-cDNA, המשלב ברקודים של 10X ומזהים מולקולריים ייחודיים (UMIs). cDNA אלה עוברים לאחר מכן בניית ספריית ריצוף סטנדרטית, מה שמאפשר חקירה יסודית ומקיפה של פרופילי ביטוי גנים ברמת התא הבודד.
פלטפורמה: 10× פלטפורמת Genomics Chromium ו-Illumina NovaSeq
-
10x גנומיקה Visium מרחבי טרנסקריפטום
טרנסקריפטומיקה מרחבית היא טכנולוגיה חדשנית המאפשרת לחוקרים לחקור דפוסי ביטוי גנים בתוך רקמות תוך שמירה על ההקשר המרחבי שלהן. פלטפורמה רבת עוצמה בתחום זה היא 10x Genomics Visium בשילוב עם ריצוף Illumina. העיקרון של 10X Visium טמון בשבב ייעודי עם אזור לכידה ייעודי שבו ממוקמים חתכי רקמה. אזור לכידה זה מכיל נקודות עם ברקוד, שכל אחת מהן מתאימה למיקום מרחבי ייחודי בתוך הרקמה. מולקולות ה-RNA שנלכדו מהרקמה מסומנות לאחר מכן במזהים מולקולריים ייחודיים (UMIs) במהלך תהליך התעתוק ההפוך. נקודות עם ברקוד ומזהים מולקולריים ייחודיים אלה מאפשרים מיפוי מרחבי מדויק וכימות של ביטוי גנים ברזולוציה של תא בודד. השילוב של דגימות עם ברקוד מרחבי ומזהים עם ברקוד מבטיח את הדיוק והספציפיות של הנתונים שנוצרים. באמצעות טכנולוגיית Transcriptomics מרחבית זו, חוקרים יכולים להשיג הבנה מעמיקה יותר של הארגון המרחבי של תאים והאינטראקציות המולקולריות המורכבות המתרחשות בתוך רקמות, ומציע תובנות יקרות ערך לגבי המנגנונים העומדים בבסיס תהליכים ביולוגיים בתחומים מרובים, כולל אונקולוגיה, מדעי המוח, ביולוגיה התפתחותית, אימונולוגיה ומחקרים בוטניים.
פלטפורמה: 10X Genomics Visium ו-Illumina NovaSeq
-
ריצוף mRNA באורך מלא - ננופור
בעוד שריצוף mRNA מבוסס NGS הוא כלי רב-תכליתי לכימות ביטוי גנים, הסתמכותו על קריאות קצרות מגבילה את יעילותו בניתוחי טרנסקריפטומיה מורכבים. מצד שני, ריצוף ננו-נקבוביות משתמש בטכנולוגיית קריאה ארוכה, המאפשרת ריצוף של תמלילי mRNA באורך מלא. גישה זו מאפשרת חקירה מקיפה של שחבור חלופי, איחוי גנים, פולי-אדנילציה וכימות של איזופורמים של mRNA.
ריצוף ננו-נקבוביות, שיטה המסתמכת על אותות חשמליים בזמן אמת של מולקולה בודדת של ננו-נקבוביות, מספקת תוצאות בזמן אמת. בהנחיית חלבונים מוטוריים, DNA דו-גדילי נקשר לחלבוני ננו-נקבוביות המשובצים בביופילם, ומתפרק כשהוא עובר דרך תעלת הננו-נקבוביות תחת הפרש מתח. האותות החשמליים הייחודיים הנוצרים על ידי בסיסים שונים על גדיל ה-DNA מזוהים ומסווגים בזמן אמת, מה שמאפשר ריצוף נוקלאוטידים מדויק ורציף. גישה חדשנית זו מתגברת על מגבלות קריאה קצרות ומספקת פלטפורמה דינמית לניתוח גנומי מורכב, כולל מחקרים טרנסקריפטומיים מורכבים, עם תוצאות מיידיות.
פלטפורמה: Nanopore PromethION 48
-
ריצוף mRNA באורך מלא - PacBio
בעוד שריצוף mRNA מבוסס NGS הוא כלי רב-תכליתי לכימות ביטוי גנים, הסתמכותו על קריאות קצרות מגבילה את השימוש בו בניתוחי טרנסקריפטומיה מורכבים. מצד שני, ריצוף PacBio (Iso-Seq) משתמש בטכנולוגיית קריאה ארוכה, המאפשרת ריצוף של תעתיקי mRNA באורך מלא. גישה זו מאפשרת חקירה מקיפה של שחבור חלופי, איחוי גנים ופולי-אדנילציה. עם זאת, קיימות אפשרויות אחרות לכימות ביטוי גנים עקב כמות הנתונים הגבוהה הנדרשת. טכנולוגיית הריצוף של PacBio מסתמכת על ריצוף מולקולה בודדת בזמן אמת (SMRT), המספק יתרון מובהק בלכידת תעתיקי mRNA באורך מלא. גישה חדשנית זו כוללת שימוש במוליכי גל במצב אפס (ZMWs) ובארות מיקרו-מפוברקות המאפשרות תצפית בזמן אמת על פעילות DNA פולימראז במהלך הריצוף. בתוך ZMWs אלה, ה-DNA פולימראז של PacBio מסנתז גדיל משלים של DNA, ויוצר קריאות ארוכות המשתרעות על פני כל תעתיקי ה-mRNA. פעולת PacBio במצב ריצוף קונצנזוס מעגלי (CCS) משפרת את הדיוק על ידי ריצוף חוזר של אותה מולקולה. לקריאות ה-HiFi שנוצרו יש דיוק דומה לזה של NGS, מה שתורם עוד יותר לניתוח מקיף ואמין של מאפייני טרנסקריפטומיה מורכבים.
פלטפורמה: PacBio Sequel II; PacBio Revio
-
ריצוף mRNA אאוקריוטי - NGS
ריצוף mRNA היא טכניקה המשתמשת בריצוף הדור הבא כדי לחשוף את נוכחותן וכמותן של מולקולות RNA בדגימה ביולוגית, ובכך לספק תמונה מהירה של ביטוי גנים בדגימה.
בעזרת מגוון רחב של יישומים, כלי חדשני זה חושף פרופילי ביטוי גנים מורכבים, מבני גנים ומנגנונים מולקולריים הקשורים לתהליכים ביולוגיים מגוונים.
טכניקה זו מאומצת באופן נרחב במחקר, אבחון קליני ופיתוח תרופות, שכן היא מציעה תובנות לגבי המורכבויות של הדינמיקה התאית והוויסות הגנטי, ומספקת בסיס איתן לעורר סקרנות לגבי הפוטנציאל שלה בתחומים שונים.
פלטפורמות זמינות: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
-
ריצוף mRNA שאינו מבוסס ייחוס - NGS
ריצוף mRNA מאפשר לבצע יצירת פרופיל מקיפה של כל תעתיקי ה-mRNA בתוך תאים בתנאים ספציפיים. טכנולוגיה חדשנית זו משמשת ככלי רב עוצמה, וחושפת פרופילים מורכבים של ביטוי גנים, מבני גנים ומנגנונים מולקולריים הקשורים לתהליכים ביולוגיים מגוונים. ריצוף mRNA, המאומץ באופן נרחב במחקר בסיסי, אבחון קליני ופיתוח תרופות, מציע תובנות לגבי המורכבויות של דינמיקה תאית ורגולציה גנטית.
פלטפורמה: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
-
ריצוף ארוך ללא קידוד - Illumina
RNA ארוך שאינו מקודד (lncRNA) הוא RNA ארוך יותר מ-200 נוקלאוטידים, בעל פוטנציאל קידוד מינימלי והם מרכיבים מרכזיים בתוך RNA לא מקודד. RNA זה, המצוי בגרעין ובציטופלזמה, ממלא תפקידים מכריעים בוויסות אפיגנטי, תעתוק ופוסט-תעתוק, ומדגיש את חשיבותו בעיצוב תהליכים תאיים ומולקולריים. ריצוף lncRNA הוא כלי רב עוצמה בהתמיינות תאים, אונטוגנזה ומחלות אנושיות.
פלטפורמה: Illumina NovaSeq X
-
ריצוף RNA קטן - Illumina
RNA קטן הוא קבוצה של מולקולות RNA הכוללות מיקרו-RNA (miRNAs), RNA קטן המפריע (siRNAs) ו-RNA בעל אינטראקציה עם piwi (piRNAs). מבין אלה, miRNAs, שאורכם כ-18-25 נוקלאוטידים, ראויים לציון במיוחד בזכות תפקידיהם הרגולטוריים המרכזיים בתהליכים תאיים שונים. עם דפוסי ביטוי ספציפיים לרקמה ולשלב התא, miRNAs מפגינים שימור גבוה על פני מינים שונים.
פלטפורמה: Illumina NovaSeq
-
ריצוף CircRNA - Illumina
ריצוף RNA מעגלי (circRNA-seq) מבצע פרופילים ומנתח של RNA מעגלי, סוג של מולקולות RNA היוצרות לולאות סגורות עקב אירועי שחבור לא קנוניים, ומספקות ל-RNA זה יציבות מוגברת. בעוד שחלק מ-circRNAs הוכחו כפועלים כספוגי מיקרו-RNA, לוכדים מיקרו-RNA ומונעים מהם לווסת את ה-mRNA של המטרה שלהם, circRNAs אחרים עשויים לקיים אינטראקציה עם חלבונים, לווסת את ביטוי הגנים או למלא תפקידים בתהליכים תאיים. ניתוח ביטוי circRNA מספק תובנות לגבי התפקידים הרגולטוריים של מולקולות אלו ומשמעותן בתהליכים תאיים שונים, שלבי התפתחות ומצבי מחלה, ותורם להבנה מעמיקה יותר של מורכבות ויסות ה-RNA בהקשר של ביטוי גנים.
פלטפורמה: Illumina Novaseq X
-
ריצוף טרנסקריפטום שלם – אילומינה
ריצוף טרנסקריפטומים של Wole מציע גישה מקיפה ליצירת פרופילים של מולקולות RNA מגוונות, הכוללת RNA מקודד (mRNA) ו-RNA לא מקודד (lncRNA, circRNA ו-miRNA). טכניקה זו לוכדת את הטרנסקריפטום המלא של תאים ספציפיים ברגע נתון, ומאפשרת הבנה הוליסטית של תהליכים תאיים.
פלטפורמות זמינות: Illumina Novaseq X
