تکنیک ها
NGS چیست؟
NGS چیست؟
توالی یابی DNA، فرآیند تعیین توالی نوکلئوتیدها در یک بخش از DNA است . اولین روش تجاری سازی توالی DNA توالی Sanger بود. ترتیب توالی نسل بعدی (NGS) ، همچنین به عنوان توالی بالا با توان شناخته می شود ، اصطلاح گیرنده ای است که برای توصیف تعدادی از فن آوری های مختلف ترتیب بندی مدرن استفاده می شود . این فناوری‌ها باعث می شوند تعیین توالی DNA و RNA بسیار سریعتر و ارزانتر از توالی Sanger که قبلاً استفاده شده بود ، انجام شود و به همین ترتیب مطالعه ژنومیک و زیست شناسی مولکولی را تغییر داده است. چنین فناوری هایی عبارتند از:
- ترتیب توالی Illumina (Solexa)
توالی Illumina با شناسایی همزمان پایه های DNA کار می کند ، زیرا هر پایه یک سیگنال فلورسنت منحصر به فرد ساطع می کند و آنها را به زنجیره اسید نوکلئیک اضافه می کند.
- توالی Roche 454
این روش مبتنی بر پیروسكنسینگ است ، روشی كه رهاسازی پیرو فسفات را تشخیص می دهد ، مجدداً با استفاده از فلورسانس ، پس از آنكه نوكلوتیدها توسط پلیمراز به رشته جدیدی از DNA تبدیل می شوند.
- یون تورنت: تعیین توالی پروتون PGM/
توالی یون تورنت آزادسازی مستقیم H + (پروتون ها) از ترکیب پایگاه های انفرادی توسط DNA پلیمراز را اندازه گیری می کند و بنابراین اندازه گیری نور با دو روش قبلی متفاوت است.
تاریخچه NGS
Deoxyribonucleic acid (DNA) اولین بار در سال 1869 توسط فردریش میشر کشف و جدا شد ، اما چندین دهه تحت مطالعه قرار گرفت زیرا پروتئین ها به جای دی ان ای ، تصور می شدند که نقشه ژنتیکی را حمل می کنند. این وضعیت پس از سال 1944 به دلیل برخی از آزمایشات اسوالد اوری ، کالین مک لود و مکین مک کارتی تغییر یافت که نشان داد DNA خالص می تواند یک باکتری را به دیگری تغییر دهد . این اولین باری بود که DNA قادر به تغییر خصوصیات سلول ها بود.
در سال 1953 ، جیمز واتسون و فرانسیس کریک مدل DNA مارپیچ دوقلوی خود را بر اساس ساختارهای اشعه ایکس متبلور که توسط Rosalind Franklin مورد مطالعه قرار گرفت ، مطرح کردند. طبق این مدل ، DNA از دو رشته نوکلئوتیدهای پیچیده شده در اطراف یکدیگر تشکیل شده است که توسط پیوندهای هیدروژن به یکدیگر وصل شده و در جهت‌های مخالف در حال اجرا هستند.
هر رشته از چهار نوکلئوتید مکمل – آدنین (A) ، سیتوزین (C) ، گوانین (G) و تیمین (T) تشکیل شده است – با A در یک رشته همیشه با T در جفت دیگر و C همیشه جفت می شود. آنها پیشنهاد کردند که چنین ساختاری اجازه می دهد تا از هر رشته برای بازسازی بخش دیگر استفاده شود ، ایده ای که در انتقال اطلاعات وراثت بین نسل ها مهم است.
پایه و اساس ترتیب توالی پروتئین ها برای اولین بار توسط کار فردریک سانگر ساخته شد که تا سال 1955 ترتیب توالی همه اسیدهای آمینه موجود در انسولین، پروتئین کوچکی که توسط لوزالمعده ترشح می شود را تکمیل کرد. این اولین شواهد قطعی است که پروتئینها به جای مخلوط تصادفی از مواد معلق در مایعات، مواد شیمیایی با الگوی مولکولی خاص بودند. موفقیت سانگر در توالی انسولین بر کریستالوگرافی های اشعه ایکس ، از جمله واتسون و کریک، که تا به امروز در تلاش بودند تا بفهمند چگونه DNA باعث شکل گیری پروتئین ها در یک سلول می شود، دامن زده است.
بلافاصله پس از شرکت در یک سری سخنرانی ها که توسط فردریک سانگر در اکتبر سال 1954 ارائه شد ، کریک شروع به تولید نظریه ای کرد که استدلال می کند که ترتیب نوکلئوتیدها در DNA توالی اسیدهای آمینه را در پروتئین ها تعیین می کند ، که به نوبه خود به تعیین عملکرد پروتئین کمک می کند. وی این نظریه را در سال 1958 منتشر کرد.
تعیین توالی Illumina
در NGS ، تعداد زیادی ازتوالی های کوتاه در یک تپ توالی یابی می شوند.
برای انجام این کار ، ابتدا نمونه ورودی باید به بخش های کوتاه تقسیم شود. طول این بخش ها بستگی به ماشین آلات توالی خاص مورد استفاده دارد.
در توالی Illumina ، از 100-150 bp خوانده شده استفاده می شود . قطعات طولانی تر دیگر به آداپتورهای عمومی وصل می شوند و با استفاده از آداپتورها به یک اسلاید آنیل می شوند. PCRبرای تقویت هر یک از توالی ها انجام می شود ، و ایجاد یک نقطه با بسیاری از نسخه های همان خوانده شده. سپس آنها را به رشته های منفرد جدا می كنند تا توالی آنها تعیین شود.
پروتکل:
توالی یابی 454:
توالی Roche 454 می تواند توالی بسیار طولانی تر از Illumina باشد. مانند Illumina ، این کار را با توالی چندین بار خواندن به طور همزمان با خواندن سیگنال های نوری به عنوان پایه ها اضافه می کند.
همانطور Illumina ، DNA یا RNA به بخش های خوانده شده کوتاه تر قطعه قطعه می شوند که در این حالت حداکثر 1 کیلو باز هستند. آداپتورهای عمومی به انتها اضافه می شوند و اینها به مهره های آنیل شده. قطعات با استفاده از PCR با استفاده از آغازگرهای آداپتور-specific تقویت می شوند.
سپس هر مهره در یک چاه منفرد قرار می گیرد . بنابراین هر چاه حاوی یک مهره منفرد خواهد بود که در بسیاری از نسخه های PCR از یک توالی پوشیده شده است. چاهها همچنین حاوی DNA پلیمراز و بافرهای توالی هستند.
پروتکل:
1)
2)
3)
4)
یون تورنت
بر خلاف Illumina و 454 ، ترتیب توالی یونی از سیگنال های نوری استفاده نمی کنند. در عوض ، آنها از افزودن dNTP به پلیمر DNA یك H + را آزاد می كنند.
مانند سایر انواع NGS ، DNA یا RNA قطعه قطعه شده است ، آداپتور اضافه می شوند و یک مولکول روی یک مهره قرار می گیرد . با استفاده از امولسیون PCR ، مولکولها بر روی مهره تقویت می شوند . هر مهره درون یک چاه منفرد قرار می گیرد.
پروتکل:
1)
2)
3)
موفقیت ها نسبت به فن آوری های قبلی
چهار مزیت اصلی NGS نسبت به ترتیب کلاسیک سانگر (Sanger) عبارتند از:
- اندازه ی نمونه
NGS بطور قابل توجهی ارزان تر ، سریعتر ، به DNA به طور قابل توجهی كمتر نیاز دارد و از توالی Sanger دقیق تر و مطمئن تر است. بگذارید دقیق تر به این موضوع نگاه کنیم. برای توالی Sanger ، مقدار زیادی از DNA الگوی برای هر خوانده شده مورد نیاز است. چندین رشته DNA الگوی لازم برای توالی هر پایه مورد نیاز است. در NGS ، یک توالی را می توان از یک رشته واحد بدست آورد. در هر دو نوع توالی ، چندین نسخه مبهم برای ساخت ساختار ها و اعتبار سنجی توالی گرفته شده است.
- سرعت
NGS از دو روش سریعتر از توالی Sanger است. در مرحله اول ، واکنش شیمیایی ممکن است با تشخیص سیگنال در برخی نسخه های NGS همراه باشد ، در حالی که در توالی Sanger این دو فرایند جداگانه هستند. در مرحله دوم فقط حداکثر 1 کیلوباز را می تواند در یک زمان در توالی Sanger خواند ، در حالی که NGS کاملاً موازی است ، اجازه می دهد 300 گیگاباز DNA را در یک تک قطعه در تک اجرا بخوانید.
- هزینه
کاهش زمان ، نیروی انسانی و رجنتس در NGS به معنای پایین آمدن هزینه ها است. اولین هزینه پروژه توالی ژنوم انسانی 300 میلیون پوند است. با استفاده از روشهای نوین توالی Sanger ، به کمک داده های توالی شناخته شده ، ژنوم کامل انسانی هنوز 6 میلیون پوند هزینه دارد. توالی ژنوم انسانی با Illumina امروز کمتر از 1000 پوند خواهد بود.
- دقت
تکرارها برای NGS ذاتی هستند ، زیرا هر خوانده شده قبل از توالی تقویت می شود ، و به این دلیل که به بسیاری از خوانش های با هم همپوشانی کوتاهی دارند، بنابراین هر بخش DNA یا RNA چندین بار تعیین توالی می شوند. همچنین به دلیل اینکه خیلی سریعتر و ارزان تر است ، می توان تکرارهای بیشتری نسبت به توالی Sanger انجام داد. تکرار بیشتر به معنای پوشش بیشتر است ، که منجر به تعیین توالی دقیق تر و مطمئن تر می شود ، حتی اگر خواندن فردی برای NGS دقیق تر باشد.
کاربرد ها
- زیست شناسی مولکولی
- زیست شناسی تکاملی
- متاگانومیک
- ویروس شناسی
- دارو
- پزشکی قانونی
همچنین بخوانید:
خدمات بخش NGS آزمایشگاه ژنیران
از کارآموزی NGS ژنیران دیدن فرمایید
هزینه ازمایش ان جی اس چقدر است
جهت استعلام قیمت و جزئیات با ما تماس بگیرید
NGS در مورد سوال دارم
با ما تماس بگیرید کارشناسان شما را راهنمایی میکنند
کاربرد NGS در قارچ شناسی گیاهی
سلام کاربردهای NGS بسیار زیاد است. شما میتوانید با توالی یابی کل ژنوم مورد نظر، جهش تمامی ژن ها را با یک آزمایش بررسی کنید همچنین میتوانید ژنوم قارج های Novel را تعیین توالی کنید. همچنین در سطح بیان ژن، بیان تمامی ژن های قارچ را بوسیله RNA Sequencing ارزیابی کنید.
سلام
ایا این روش برای بیماری که سرطان خون داره و الان بیماریش بعد از یک دوره شیمی درمانی حاد شده و دکتر میگه تنها راهش شیمی در مانی دوم هست و یا روش ان جی اس میشه من رو راهنمایی کنید؟
سلام دوست عزیز
در واقع این روش به خودی خود درمانی نیست بلکه به درمان بهتر سریعتر و اختصاصی تر کمک می کنه و باعث میشه نوع جهش در سرطان مربوطه دقیقا مشخص بشه و دارو اختصاصا برای اون تجویز شود.
که البته این نکته را نیز باید خاطر نشان کنیم این روش همیشه دارای قطعیت 100 درصد نیست.
سلام قیمت انجام NGSوزمان پاسخگدیی
سلام جهت مشاهده قیمت :
کارآموزی آنالیز داده های NGS
برای ثبت نام یا از طریق سایت اقدام کنید یا به آزمایشگاه زنگ بزنید
فرق آن جی اس با هول اگزوم چیه
سلام هول اگزوم به معنای توالی یابی کل ژن های کد کننده پروتئین در ژنوم می باشد. اما NGS تکنیکی آن است و میتوان با استفاده از آن هر تعداد و هر نوع ژنی را خوانش کرد.
رشته بیوتکنولوژی هستم برای یه رزومه عالی در زمینه رشته خودم و بیوانفورماتیک چه کار هایی میتونم انجام بدم و در حال حاضر به جز تکنیک hplcو ngs چه تکنیک هایی هست میتونم انجام بدم ؟
سلام لطفا جهت مشاوره رایگان با آزمایشگاه تماس بگیرید.
سلام.وقتتون بخیر.
می خواستم بپرسم آنالیز NGS شامل انالیز lnc هم می شود؟ هول اگزوم چطور؟
سلام
اگر منظور از lnc ژن های long noncoding RNA ها هستند بله در بخش RNA seq آموزش میدیم و آنالیز هول اگزوم رو هم در بخش DNA seq آموزش میدیم
Ngs ذکر کردید برای ویروس شناسی بکار میرود اگر از آن ای ویروس یا سی دی آن آن رو بفرستیم توالی یابی آنرا ایجاد میدید؟ ممنون
سلام دوست عزیز، شما باید نمونه خود را به شرکت های خارجی بفرستید در حال حاضر ما فقط به کاراموزان NGS را اموزش میدهیم.
امکان تخفیف هست
سرفصلهای جرئئ دوره رو‌هم لطفاً بفرمایید
سلام. امکان تخفیف هست برای اطلاع از شرایط با ژنیران تماس بگیرید. برای مشاهده سرفصل های دوره اینجا کلیک کنید.