Technologie de séquençage des nanopores: Le “Clé de quatrième génération” pour percer les mystères des gènes

Dans le domaine du séquençage des gènes, la technologie de séquençage des nanopores déclenche une révolution technologique avec ses avantages uniques. En tant que technologie de séquençage génétique de quatrième génération, il exploite les principes du séquençage de molécules uniques et de la détection innovante des signaux électriques, apportant des possibilités sans précédent à la recherche en sciences de la vie et aux applications cliniques.

je. Le principe du séquençage des nanopores: Le code génétique des courants électriques

Le cœur du séquençage des nanopores réside dans la combinaison de la détection d’une seule molécule avec la transmission de signaux électriques. Contrairement aux méthodes de séquençage traditionnelles, le séquençage des nanopores ne nécessite pas d'amplification PCR complexe ni ne repose sur des signaux optiques. Plutôt, il lit directement les séquences d'ADN ou d'ARN grâce aux modifications des signaux électriques.

Spécifiquement, le séquençage des nanopores utilise une protéine nanopore spéciale qui peut être intégrée dans un film polymère à haute résistance, former un canal ionique. Lorsqu'une tension est appliquée aux bornes du film, les ions circulent à travers le nanopore, générer un courant électrique. Les molécules d'ADN ou d'ARN à séquencer sont ensuite aspirées à travers le nanopore sous forme simple brin par une protéine motrice.. Comme différentes bases (UN, T, C, G) traverser le nanopore, ils provoquent divers degrés de perturbation du courant. Le séquenceur enregistre ces fluctuations dans des signaux électriques pour en déduire l'ordre des bases.

Cette méthode de séquençage basée sur un signal électrique simplifie non seulement le traitement des échantillons, mais améliore également considérablement l'efficacité du séquençage. Par exemple, le séquençage des nanopores peut atteindre une vitesse de séquençage allant jusqu'à 450 bases par seconde par pore. En plus, le séquençage des nanopores offre des longueurs de lecture beaucoup plus longues que les technologies traditionnelles, avec les lectures les plus longues atteignant jusqu'à 4.2 Mo. Cela le rend très avantageux pour assembler des génomes complexes et découvrir des variations structurelles inconnues..

II. Les avantages du séquençage des nanopores: La combinaison parfaite de lectures longues et de détection rapide

Par rapport aux technologies de séquençage traditionnelles de deuxième génération (NGS), le séquençage des nanopores est passé des lectures courtes aux lectures ultra longues. L’avantage des lectures longues est leur capacité à couvrir avec plus de précision des régions complexes du génome, telles que des séquences hautement répétitives et des régions de variation structurelle, améliorant ainsi la précision et l'exhaustivité du séquençage.

De plus, la capacité de détection rapide du séquençage des nanopores le rend également brillant dans les applications cliniques. Par exemple, dans la détection d'agents pathogènes, le séquençage des nanopores peut compléter le séquençage du génome entier des agents pathogènes en peu de temps, identifier rapidement le type d'agent pathogène et ses gènes de résistance, fournir des preuves importantes pour le diagnostic clinique et le traitement.

III. Applications du séquençage des nanopores: Large expansion du laboratoire aux milieux cliniques

Le champ d’application du séquençage des nanopores est très large, couvrant plusieurs domaines dont la génomique, transcriptomique, épigénétique, et détection d'agents pathogènes. Dans la recherche en génomique, il aide les scientifiques à assembler plus efficacement des génomes complexes et à révéler leur structure et leur fonction. Dans la détection des agents pathogènes, le séquençage des nanopores peut identifier rapidement les agents pathogènes infectieux, dont certains sont difficiles à détecter avec les méthodes traditionnelles.

En plus, le séquençage des nanopores peut détecter directement les modifications de l'ADN et de l'ARN, comme la méthylation. Ceci est d’une grande importance pour étudier la régulation de l’expression des gènes et les mécanismes des maladies..

Avec ses principes uniques et ses fonctions puissantes, la technologie de séquençage des nanopores devient un outil indispensable dans la recherche en sciences de la vie et dans le diagnostic clinique. À mesure que la technologie continue de progresser et que ses applications se développent, le séquençage des nanopores apportera encore plus de surprises et de percées à la recherche sur la santé humaine et les sciences de la vie.

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