构建图书馆因为测序是耗时、不精确和低效的。但现在,布罗德研究所的研究人员设计了一种方法,可以为454个测序自动化库构建过程,大大增加了可以测序的样本数量,降低了每个样本的成本。
研究人员说,这种方法将特别适用于病毒测序项目,其中有很多样本,但基因组尺寸小。
Broad的研究人员将文库制备方法自动化,并通过将过程从单个管转移到96孔板来提高吞吐量。
在一个纸本月发表于基因组生物学,研究人员描述了他们如何使用Beckman Coulter的固相可逆固定化(SPRI)技术,该技术使用顺磁珠,而不是基于柱的琼脂糖凝胶切割来选择片段大小,并在样本中添加分子条形码以防止污染并实现池化。vwin德赢ac米兰合作然后,他们没有使用荧光分析法来量化文库,而是使用了qPCR,这种方法更加敏感,并且允许他们使用更少的起始DNA。
这组作者说,使用这种方法,一名技术人员可以在两天内制备96个库,而使用标准协议需要两天制备6个库,每个样本的成本降低了40倍。该方法也可以适用于其他平台。
布罗德基因组测序平台的助理主任、该研究的主要作者尼尔·列侬(Niall Lennon)说,布罗德的研究人员不打算将这种方法商业化,但他们在论文中详细描述了该过程的每一步,以便其他实验室可以使用它的全部或只使用相关部分。
“它消除了454管道中的一个主要瓶颈,那就是人工准备测序库,”丹尼尔·特纳说,他是威康信托基金会桑格研究所的测序技术开发负责人,他没有参与布罗德发表的方法的开发。vwin德赢ac米兰合作
列侬说,该小组开发这种技术是因为他们正在进行大量使用454的项目,而标准的图书馆准备工作太耗时了。列侬说:“完成我们资助的所有样本需要10年的时间。”
此外,根据目前的文库准备协议,当研究人员想要对小基因组(如病毒)进行测序时,他们最终得到的读取量比所需的多得多,通常覆盖基因组超过1000次。但在这种方法中,因为样本是条形码,它们可以汇集在一起并进行测序,所以科学家仍然可以对每个样本进行充分的覆盖。
列侬补充说,聚集还使他们使用更少的起始DNA。他说,例如,在一个96孔板中,每个样品可以从10毫微克开始,因为当这些样品被收集起来进行测序时,结果是960毫微克。
特纳补充说,除了是一个更有效的过程,它将减少污染的可能性。“整个过程都是自动化的,从而减少了人为错误。每个样本都有一个分子条码。”“一旦东西被编码,交叉污染的风险就被消除了,即使你把样本混在一起。”
除了400到800个碱基对的标准库之外,Broad团队还创建了一个协议,用于用3千碱基插入片段准备成对库,称为“跳跃”库。方法类似,但不是一次测序96个样本,他们只测序了24个样本。因为在连接适配器之前,为3千碱基插入片段准备库需要更多的步骤,因此污染的可能性更大。因此,研究人员只使用了96孔板上的24孔,在每个样品之间留下了一个开放的井。
Turner说,为较长插入尺寸的库构建过程自动化将特别有用,因为目前的过程很容易出现人为错误。“如果你试图手动做这件事,这真的很棘手,在任何阶段都可能出错。但他们已经实现了自动化,这对很多人来说真的很有用,”他说。
斯坦福大学Andrew Fire基因和病理学实验室的博士生Poornima Parameswaran说:“他们开创了自动化图书馆准备工作的先例。”她补充说,几年前,她致力于开发一种条形码策略,以并行排列多个样本,而Broad协议将会更快地生成库,因为它将整个过程自动化。
Parameswaran说,她也希望看到这种方法适用于RNA或更少量的DNA。她补充说:“小型化将是下一步的发展方向——将这一过程适应于微流体设备,或使用纳米技术,这样你就可以使用少量的材料而不丢失它。”vwin德赢ac米兰合作
列侬说,这将是他们下一步的行动之一。他说:“我们正在研究从极少的输入材料中创建图书馆的新方法。”
该团队计划研究病毒载量低的患者的艾滋病毒。在这个项目中,他们将对大约1500名患者进行研究,每个患者每毫升血液中病毒拷贝数少于50个。这“几乎是目前(用于测序的)推荐量的10亿分之一”,列侬说。他补充说:“所以我们真的在研究放大这种物质的方法,并减少对样本起始大小的要求。”