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AGBT:牛津纳米孔今年将开始销售两种低成本的DNA链测序仪器

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通过茱莉亚Karow

这篇文章最初发表于2月17日,已经更新了牛津纳米孔和科学家的其他信息。

佛罗里达州马可岛牛津纳米孔技术公司(Oxford Nanopore Technologies)上周表示,该公司计划今年将两种DNA链测序仪器商业化:一种是使用其GridIon平台的更高通量版本,另一种是一次性MinIon系统,其大小与USB记忆棒相同,成本不到900美元。

GridIon系统采用含有纳米孔的一次性试剂盒,其目的是可扩展,以便仪器可以以类似于计算机集群的方式组合。该公司表示,同时运行20台GridIon仪器或“节点”,将使用户能够在15分钟内以15倍的覆盖率对人类基因组进行测序,每千兆字节的成本不到10美元。GridIon2.jpg

该公司首席技术官克莱夫·布朗(Clive Brown)在“基因组生vwin德赢ac米兰合作物学与技术进展”会议上介绍了这项技术。

在发布时,这两种系统预计将提供高达100千基的读取长度,原始读取错误率约为1%。该公司的科学家已经对长度高达50千碱基的DNA片段进行了测序,并实现了低至4%的原始读取误差。

除了四种DNA碱基之外,该技术还能够识别甲基化和羟甲基化的胞嘧啶,原则上,它将vwin德赢ac米兰合作能够直接对RNA进行测序。

在发布时,GridIon系统将使用包含2000个纳米孔阵列芯片的墨盒,每天将产生数十千兆字节的数据。MinIon将包含大约500个纳米孔,每小时产生几百兆字节。

从2013年初开始,牛津大学计划将GridIon的纳米孔数量增加到8000个以上,同时在每个硒鼓中增加额外的处理核心。

这两个系统都将以每秒20到400个碱基的速率生成数据。

对于任何一种系统,运行时间都是用户自定义的——从几分钟到几天不等——并且将受到电极寿命的限制,GridIon最长可达几天,MinIon约为6小时。

牛津纳米孔将为其平台和耗材制定不同的定价模式,以适应不同的用户预算,在仪器或耗材上提供折扣。该公司表示,它计划在每个基地的价格上与市场上的其他系统竞争。

例如,对于拥有2000个纳米孔的GridIon系统,用户可以全额购买仪器和耗材,或者在仪器上获得折扣并签订耗材合同,或者在仪器上支付更高的价格并获得折扣。该系统每gb的成本预计在25美元到40美元之间。

对于拥有8000个纳米孔的GridIon系统,将于2013年上市,每个墨盒的成本将更高,但每千兆字节的成本将在20至30美元左右。

MinION_in_laptop2.jpgMinIon一次性使用,可插入USB接口,预计售价在500美元至900美元之间,具体价格取决于购买的乐器数量。软件的成本也差不多,但不需要额外的IT设备。MinIon每千兆字节的成本将在1000美元左右。

该公司表示,随着技术的发展,特别是随着纳米孔处理速度的提高和电子传感器芯片密度的增加,预计“价格将进一步大幅提高”。vwin德赢ac米兰合作

实时测序

牛津大学的链测序技术使用了一组专有的突变蛋白纳米孔,它vwin德赢ac米兰合作们嵌入在聚合物膜中,取代了过去使用的脂质双分子层。该公司设计了一种由微井组成的传感器阵列芯片,每个微井都有自己的电极。专用集成电路(asic)在每个纳米孔上施加一个电位,并测量离子电流流动。传感器芯片包含在一个包含实验所需的所有试剂的墨盒中。

该公司没有透露这种纳米孔的性质,也没有透露它是否来自于它一直在研究的α -溶血素蛋白,但表示它筛选了1000种蛋白质,并详细测试了300多种突变体。

该仪器以任何类型的带有悬垂的双链DNA作为输入,不需要高度纯化,因为聚合物膜足够坚固,可以处理“脏”样本。例如,该系统已被证明能够直接从血液或环境水样中分析DNA。据该公司称,模板DNA的浓度通常在皮摩尔范围内。

单个DNA链通过一种专有的加工酶通过每个纳米孔,该公司也没有透露,但业内人士推测这可能是一种解旋酶。酶DNA喂养技术最初是由加州大学圣克鲁兹分校的Marvwin德赢ac米兰合作k Akeson团队开发的。他和他的同事上周发表了一篇文章,介绍了一种使用phi29 DNA聚合酶将DNA通过纳米孔(请看本期的故事),但该公司表示没有使用这种酶。到目前为止,该公司还没有发现基于酶的加工性的读取长度的限制。

牛津大学的平台测量通过纳米孔的离子流的变化,这些变化是由DNA碱基的独特组合引起的,或“词”,当它们通过孔内的定制工程区域时。布朗以三碱基组合为例,但该公司没有透露它读取的“单词”的长度,这将揭示它使用的孔隙。

基地呼叫在仪器上实时发生。每个GridIon节点都包含用于主要数据分析的计算硬件和控制软件。用户可以在实验进行时对数据进行二次分析,允许他们继续运行,直到收集到足够的数据来回答他们的实验问题,或者停止看起来要失败的运行。

例如,作为概念的证明,该公司已经将噬菌体lambda的48千碱基基因组测序为单个连续读取。

测序精度沿测序链不下降,大多数错误是删除错误。Brown说,部分误差是系统性的,这意味着可以通过进一步设计孔隙来修复。

用户将能够堆叠多个GridIon节点,牛津大学计划将它们作为捆绑销售,从单个节点到多达20个节点不等。

该公司表示,一个20个节点的装置,使用8000个纳米孔墨盒,预计可以在15分钟内以50倍的覆盖率提供完整的人类基因组,根据每秒300个碱基的测序速度,每天可以提供3万亿基的数据。对于这种配置,每gb的成本预计将低于10美元。

牛津纳米孔计划在不久的将来宣布大约12个GridIon和MinIon的早期访问客户,并预计这些客户将在秋季谈论他们使用这些系统的经验。

该公司尚未接受该平台的订单,但计划在今年下半年将该系统商业化推出。

人们对布朗在大会上的演讲的反应通常是兴奋——尤其是关于小小的MinIon平台——和谨慎的乐观,偶尔也会怀疑该公司是否能够兑现自己的承诺。大多数科学家表示,他们需要看到更多数据,包括该公司收集的原始信号的细节,才能对这项技术做出判断。vwin德赢ac米兰合作

“这超出了我的预期——至少他们的说法超出了我的预期,”布罗德研究所基因组测序和分析项目联合主任查德·努斯鲍姆(Chad Nusbaum)说。“如果这是真的,它肯定会在该领域引起一些兴奋,其他供应商将不得不做出反应。”努斯鲍姆补充说,他希望“尽快”测试其中一种仪器。

华盛顿大学基因组研究所的联合主任兼技术开发主任伊莱恩·马尔迪斯说:“我从与这里的许多人交谈中了解到,他们对这项技术的可能性非常兴奋。”她指出,布朗的演讲在会议上和电子媒体上都“引起了很大的轰动”。vwin德赢ac米兰合作

根据Wellcome Trust桑格研究所的测序技术负责人Harold Swerdlow的说法,现vwin德赢ac米兰合作在对这项技术进行详细评论“有点为时过早”。他说,该平台不需要准备样本,而且有可能直接从血液中测序DNA,这是“令人难以置信的兴奋”,例如桑格研究人员在非洲进行的疟疾项目。


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