Nøgleforskellen mellem nanopore og illumina-sekventering er, at nanopore-sekventering er en tredjegenerations-sekventeringsteknik, der bruger en nanopore til at detektere sekvensen af et DNA-molekyle, mens illumina-sekventering er en andengenerations-sekventeringsteknik, der bruger reversibel farvestofterminatorteknologi til at detektere sekvensen af et DNA-molekyle.
DNA-sekventering er bestemmelsen af en præcis nukleotid- eller basesekvens af et DNA-molekyle. Der er mange hurtige metoder til at bestemme nukleinsyresekvenser, der accelererer biologiske og medicinske forskningsopdagelser. En af de første DNA-sekventeringsteknikker (Sanger-sekventering) blev udviklet af Frederick Sanger i 1975 ved at vedtage en primer-forlængelsestrategi på MRC-centret, Cambridge, UK. I dag hører størstedelen af hurtige DNA-sekventeringsteknikker til anden generations (næste generation) og tredje generations DNA-sekventeringskategorier. Nanopore- og illumina-sekventering er to sådanne nye DNA-teknologier.
Hvad er Nanopore Sequencing?
Nanopore-sekventering er en tredje generations sekventeringsteknik, der bruger en protein-nanopore til at detektere nukleinsyresekvensen af et DNA-molekyle. Ved nanopore-sekventering ændrer DNA'et, der passerer gennem nanoporen, sin strøm. Denne ændring afhænger af formen, størrelsen og længden af DNA-sekvensen. Det resulterende signal afkodes for at få den specifikke DNA- eller RNA-sekvens. Denne metode kræver ikke modificerede nukleotider, og den fungerer i re altid.
Figur 01: Nanopore Sequencing
Oxford Nanopore Technologies er et populært firma, der fremstiller adskillige nanopore-sekventeringsenheder. De fleste af Oxford Nanopore-sekventeringsenhederne har flowceller. Denne flowcelle har et antal bittesmå nanoporer, der er indlejret i en elektroresistent membran. Hver nanopore svarer til sin egen elektrode. Denne elektrode forbindes til en kanal og en sensorchip. Denne elektrode måler den elektriske strøm, der strømmer gennem nanoporen. Når et molekyle passerer gennem en nanopore, ændres dets strøm eller afbrydes. Desuden producerer denne forstyrrelse en karakteristisk krølle. Denne squiggle afkodes derefter for at bestemme DNA- eller RNA-sekvensen i re altid.
Hvad er Illumina Sequencing?
Illumina-sekventering er en andengenerations-sekventeringsteknik, der bruger reversible farvestofterminatorteknologi til at detektere sekvensen af DNA-molekyler. Solexa-firmaet, der nu er en del af Illumina-firmaet, blev grundlagt i 1998. Dette firma opfandt denne sekventeringsmetode baseret på reversible farvestofterminatorteknologi og konstruerede polymeraser.
Figur 02: Illumina Sequencing
I illumina-sekventeringsmetoden sp altes prøven først i korte sektioner. Derfor, i illumina-sekventering, oprettes 100-150bp korte læsninger eller fragmenter i begyndelsen. Disse fragmenter ligeres derefter til generiske adaptere og anneales til et objektglas. PCR udføres for at amplificere hvert fragment. Dette skaber en plet med mange kopier af det samme fragment. Senere adskilles de i enkeltstrengede og udsættes for sekventering. Sekvenseringsglasset indeholder fluorescensmærkede nukleotider, DNA-polymerase og en terminator. På grund af terminatoren tilføjes kun én base ad gangen. Hver cyklusterminator fjernes, og den tillader tilføjelse af den næste base til stedet. Desuden registrerer computeren, baseret på fluorescerende signaler, den tilføjede base i hver cyklus. Illumina-sekventeringsteknologi konstruerer sekvensen inden for 4 til 56 timer.
Hvad er lighederne mellem Nanopore og Illumina Sequencing?
- Nanopore og illumina-sekventering er to sekventeringsteknikker.
- Begge er hurtige og nye sekventeringsmetoder.
- De bruges til at detektere DNA- og RNA-sekvenser.
- Begge har høj nøjagtighed.
Hvad er forskellen mellem Nanopore og Illumina Sequencing?
Nanopore-sekventering er en tredje generations sekventeringsteknik, der bruger en nanopore til at detektere sekvensen af DNA-molekyler. I modsætning hertil er illumina-sekventering en anden generations sekventeringsteknik, der bruger reversible farvestofterminatorteknologi til at detektere sekvensen af DNA-molekyler. o, dette er den vigtigste forskel mellem nanopore og illumina-sekventering. Desuden har nanopore-sekventering 92-97% nøjagtighed, mens illumina-sekventering har 99% nøjagtighed.
Den følgende infografik viser forskellene mellem nanopore- og illumina-sekvensering i tabelform.
Opsummering – Nanopore vs Illumina Sequencing
High-throughput sekventeringsteknikker omfatter andengenerations (kortlæsning) og tredjegenerations (langlæst) sekventeringsmetoder. Nanopore- og illumina-sekventering er to nye DNA-teknologier, der tilhører tredjegenerations- og andengenerations- (næste-generations) DNA-sekventeringskategorier. Nanopore-sekventering bruger en nanopore til at detektere sekvensen af DNA-molekyler. På den anden side bruger illumina-sekventering reversible farvestofterminatorteknologi til at detektere sekvensen af DNA-molekyler. Dette er således opsummeringen af forskellen mellem nanopore- og illumina-sekventering.
