علم الجينوم التحليلي والمتحرك
يوفر المورد المشترك للجينوميات التحليلية والمتحولة (ATG) خدمات تسلسل الجيل التالي والخدمات الأخرى المتعلقة بالجينوم لأعضاء مركز السرطان بجامعة UNM والمستخدمين الآخرين في UNM والمؤسسات التابعة لها. تتضمن الخدمات الأولية تسلسل الجيل التالي ، باستخدام جهازي Ion Proton S5 / XL ، ودعم المعلومات الحيوية الخبير المرتبط بها. يتضمن ذلك سلسلة RNA-seq العادية ، وحيدة الخلية RNA-seq باستخدام نظام 10x الجينوم ، وتسلسل الحمض النووي المستهدف ، و ChIP-seq ومجموعة متنوعة من المقايسات الأخرى ، والتي يمكن إجراء العديد منها إما بالخلايا أو الأنسجة الحية أو المجمدة أو عينات مؤرشفة (مثل FFPE). يوفر جهاز التسلسل Singular Genomics G4 تسلسل الجيل التالي بتنسيق مرن وسريع مناسب لجميع أنواع فحوصات RNA-seq و DNA-seq. تعتبر أدوات Ion Proton S5 / XL مناسبة بشكل خاص لتحليل الحمض النووي الريبي ذي الجودة الرديئة ، على سبيل المثال من مادة FFPE ، والتي يصعب أو يستحيل تحليلها باستخدام تقنيات أخرى. تولد الأدوات ما يصل إلى 100 مليون قراءة لكل شريحة تسلسلية ، ونحن نسعى جاهدين لتوفير تحول سريع ، إن أمكن.
يتم دعم المورد المشترك من قبل مركز UNM للسرطان ، بما في ذلك المنحة الأساسية CCSG P30CA118100 وصناديق أخرى ، بالإضافة إلى أموال من دولة شمال البحر الأبيض المتوسط ورسوم المستخدم.
يتوفر الموظفون الخبراء للاستشارات لمساعدة المستخدمين على تصميم أفضل التجارب الممكنة ، لزيادة جودة البيانات التي يتم إنتاجها.
مدير الكلية
سكوت أ، دكتوراه
دكتور جامعى، الطب الباطني/ الطب الجزيئي
المكتب: CRF 121؛ هاتف: (505) 272-9883
المدير الفني / المعلوماتية الحيوية
كاثرين (تشارلي) براير ، دكتوراه
كبار الموظفين الفنيين
كيل كوك CRF 118 هاتف: (505) 272-5564
جنيفر وودز CRF 121 هاتف: (505) 272-3464
ماجي سافيري CRF 121 هاتف: (505) 272-2464
علم الجينوم التحليلي والمتحرك
ATG متاح للاستخدام من قبل جميع الباحثين في UNM والمؤسسات التابعة لها.
للإقرار باستخدام هذا المورد المشترك ، يرجى تضمين ما يلي في منشوراتك:
تم دعم هذا البحث جزئيًا من قبل UNM Compensive Cancer Support Grant NCI P30CA118100 واستفاد من المورد المشترك للجينوميات التحليلية والمتحولة ، والذي يتلقى دعمًا إضافيًا من ولاية نيو مكسيكو.
يتم وصف خدمات ATG بمزيد من التفصيل أدناه.
• مورد الجينوم التحليلي والمتحرك يوفر بشكل أساسي تقنيات تسلسل الجيل التالي مثل RNA-seq وتسلسل لوحة الجينات المستهدفة ومقايسات التخلق مثل ChIP-seq و ATAC-seq ، إلى جانب تحليل المعلومات الحيوية الخبير. تتوفر أيضًا خدمات PCR في الوقت الفعلي. المورد المشترك ATG متاح للاستخدام من قبل جميع أعضاء هيئة التدريس في UNM والشركات التابعة لها ، ويتم تشجيع جميع الباحثين على الاتصال بنا لمعرفة كيف يمكننا المساعدة في أبحاثهم.
10x تسلسل خلية واحدة للجينوم: يتم تقديم تسلسل الخلية المفردة المتطور باستخدام نظام 10x Genomics ، والذي يعمل بشكل جيد إما مع الخلايا الحية أو مع النوى المعزولة من العينات المجمدة.
تسلسل نهاية اقتران الجينوم المفرد G4: أداة تسلسل مرنة وسريعة لجميع أنواع تسلسل الجيل التالي بما في ذلك تسلسل RNA-seq أو ChIP-seq أو تسلسل Exome الكامل (WES) أو تسلسل الجينوم الكامل (WGS). يمكن تحويل معظم المكتبات المعدة لتسلسل Illumina بسرعة وكفاءة للتحليل على G4.
تسلسل Illumina: لدى ATG عقد مع Genomics Core في Univ of CO ، Anschutz لتسلسل Illumina باستخدام أداة NovaSeq الخاصة بهم. يمكن لـ ATG إعداد المكتبات وشحنها إلى UofCO للتسلسل ، أو شحن العينات هناك لإعداد المكتبة والتسلسل. بعد ذلك ، يتم تحميل البيانات إلى حساب الويب الخاص بنا على AWS لتحليل البيانات.
تسلسل الجيل التالي من Ion Torrent: تعد أدوات تسلسل أشباه الموصلات القوية من Life Technologies Ion Proton S5 / XL مثالية لفحوصات التسلسل من الجيل التالي بما في ذلك فحوصات التعبير الجيني (RNA-seq) ومقايسات التخلق (ChIP-seq) والتسلسل المستهدف (لوحة السرطان الشاملة Ion Ampliseq) للسرطان- الجينات ذات الصلة ، حتى من عينات FFPE.
تحليل بيانات خبير المعلوماتية الحيوية: يستخدم فريق الموارد المشتركة في ATG أساليب معقدة لتحليل البيانات لتحليل بيانات التعبير الجيني والتنميط الجيني والسعي لتزويد مستخدمينا بأرقام جودة النشر لمخطوطاتهم أو طلبات المنح الخاصة بهم. نحن نستخدم حزم برامج R / Bioconductor لاستكشاف مجموعات البيانات الكبيرة والمعقدة الناتجة عن طرق علم الجينوم.
تطبيقات تسلسل الجيل التالي
يعد تسلسل الجيل التالي (المتوازي بشكل كبير) مفيدًا لمجموعة متنوعة من الأساليب التجريبية. إنه ليس بديلاً عن التسلسل الطبيعي (Sanger) للبلازميدات أو منتجات PCR. بدلاً من ذلك ، يعتمد تسلسل الجيل التالي على التقاط الملايين أو المليارات من جزيئات الحمض النووي الفردية (مثل شظايا الحمض النووي الجينومي ، cDNAs) ، والتي يتم تضخيمها بعد ذلك بشكل منفصل وتسلسلها بالتوازي ، مما ينتج عنه ملايين أو بلايين من "القراءات" التسلسلية ، والتي نشأ كل منها من جزيء قالب مختلف. إنه مشابه للاستنساخ الفردي وتسلسل الملايين أو المليارات من شظايا الحمض النووي المستقلة ، لكن كل ذلك يحدث مرة واحدة وفي غضون أيام قليلة.
الأنواع التالية من التطبيقات العلمية قابلة للتكيف بسهولة مع أساليب تسلسل الجيل التالي:
- تسلسل لوحة الجينات المستهدفة للجينات ذات الصلة بالسرطان أو المرض
- دراسات التعبير الجيني باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبي
- الترسيب المناعي للكروماتين - التسلسل (ChIP-seq) لعامل النسخ أو الدراسات اللاجينية
- دراسات مثيلة الحمض النووي (مثل RRBS)
- تسلسل النسخ (مثل تحديد الحمض النووي الريبي المتبل بالتبادل)
- تحليل الحمض النووي الريبي غير المشفر (ncRNAs ، lincRNAs ، miRs)
تمتلك منشأة ATG حاليًا أو لديها إمكانية الوصول إلى عدة أنواع من أدوات التسلسل من الجيل التالي:
- علم الجينوم المفرد G4: تسلسل مزدوج سريع ومرن (على غرار Illumina NextSeq)
- جهاز ThermoFisher Ion S5 / XL: NGS الحالة الصلبة تنتج ما يصل إلى 120 مليون قراءة لكل شريحة
- تسلسل Illumina (NovaSeq و NextSeq) من خلال شركائنا في Univ of CO ، Anschutz
- 10x وحدة تحكم الجينوميات الكروم: لفحوصات RNA-seq و ATAC-seq أحادية الخلية
توفر هذه الأدوات تسلسلًا سريعًا وفعالًا من حيث التكلفة من الجيل التالي لجميع أنواع فحوصات التسلسل من الجيل التالي.
تتوفر الأدوات المشتركة من الإثنين إلى الجمعة من الساعة 8:30 صباحًا حتى 5 مساءً
(قد تتوفر أوقات أخرى بترتيب خاص)
لدى ATG العديد من الأدوات الفريدة التي يمكن لباحثي UNM الترتيب لاستخدامها. تدفع المختبرات المؤهلة رسومًا سنوية للمستخدم وتتلقى التدريب والدعم من موظفي ATG. الأدوات متاحة للاستخدام في المنشأة خلال ساعات العمل العادية.
المحلل الحيوي اجيلنت: أداة مهمة لعلماء الأحياء الجزيئية ، تحل محل الهلام الكهربائي لأنواع عديدة من التطبيقات. إنه مفيد بشكل خاص لتحليل جودة و / أو كمية عينات الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي باستخدام كميات صغيرة جدًا من المواد ، بدلاً من تشغيل كميات كبيرة من العينات الثمينة على مادة هلامية.
مقياس الطيف الضوئي نانودروب: مقياس طيفي قطري يقيس الامتصاصية في قطرة صغيرة من العينة. هذا يتجنب الحاجة إلى تمييع العينات في أوعية كبيرة.
ثيرمو فيشر سيل كوتيس الثاني: لقياس الخلايا الحية في عينة.
Milteny gentleMACS Octo Dissociator with سخانات: لفصل عينات الأنسجة قبل التسلسل.
Qubit فلورومتر: لتقدير الحمض النووي الريبي والحمض النووي
يرجى الاتصال بموظفي منشأة ATG للحصول على مزيد من المعلومات حول المقايسات والأسعار.
استخدم موقع iLab الخاص بنا لـ التحفظات والاقتباسات. (تسجيل الدخول مطلوب)
يوفر المورد المشترك للجينوميات التحليلية والمتحولة (ATG) (مورد الجينوم Keck-UNM سابقًا ، KUGR) الوصول إلى مقايسات تسلسل الجيل التالي والمصفوفات الدقيقة وتقنيات الجينوم الأخرى إلى جانب تحليل المعلومات الحيوية الخبير يتوفر ATG للاستخدام من قبل جميع أعضاء هيئة التدريس في UNM والشركات التابعة لها ، ويتم تشجيع جميع الباحثين على الاتصال بـ ATG لمعرفة كيف يمكننا المساعدة في أبحاثهم.
للأسئلة المتعلقة iLabs أو لإعداد الحساب / العلاقات العامة للاستخدام في المورد المشترك ، من فضلك البريد الإلكتروني ماري شيرمان أو اتصل على 505-272-4539.
ملأ هذا النموذج الذكي لبدء مشروعك.
(سيفتح النموذج في علامة تبويب جديدة. إذا لم يحدث ذلك ، انسخ والصق هذا النص في شريط العنوان لعلامة تبويب جديدة في متصفحك: https://app.smartsheet.com/b/form/fa518ed260454445bec9d3bc34cac4cf)
الأسئلة الشائعة حول ATG
هذه إرشادات للباحثين الذين يفكرون في استخدام خدمات تسلسل الجيل التالي (NGS) من المورد المشترك ATG. يتم حث جميع الباحثين على التشاور مع فريق عمل مجموعة ATG قبل البدء في تحضير العينات أو تحليلها. يمكننا المساعدة في التصميم التجريبي ، وإذا لزم الأمر ، نوصلك بخبراء الإحصاء الحيوي الذين يمكنهم المساعدة في التصميم التجريبي. من المهم جدًا التفكير في التصميم التجريبي قبل البدء في تجارب NGS ، والتي قد تكون باهظة الثمن.
يمكن إجراء RNA-seq بنجاح بكميات صغيرة جدًا من RNA. ومع ذلك ، فإن الكمية المطلوبة تعتمد على "عمق القراءة" المطلوب وما إذا كان سيكون هناك تلوث بالريبوسومات RNA. RNA الريبوزومي هو 90٪ من RNA في الخلايا ، لذلك من الضروري إزالة أو تقليل RNA الريبوسوم قبل إجراء RNA-seq. الطريقتان للقيام بذلك هما الإزالة الجسدية ، من خلال "Ribodepletion" ، حيث يتم تهجين المسابير الحيوية المكملة للريبوسومات RNAs مع عينات RNA ، ثم يتم التقاط المجمعات وإزالتها. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام طريقة إعداد مكتبة موجهة لـ poly-A (مثل Smart-Seq) تتجنب تسلسل الحمض النووي الريبي الريبوزومي ، ولكن هذا يستثني RNAs الأخرى التي تفتقر إلى ذيول polyA والتي قد تكون ذات فائدة (مثل microRNAs). يرجى الاتصال بفريق الموارد المشتركة ATG لمناقشة الخيارات قبل بدء التجارب.
يقوم المورد المشترك ATG بإجراء تحليل NGS للخدمة الكاملة. ومع ذلك ، نظرًا لتعقيدات إعداد مكتبة NGS ، فإن ما يمكن أن توفره ATG يعتمد على نوع التجربة. لتسلسل اللوحة المستهدفة وتسلسل exome ، نحتاج فقط إلى عينات DNA وسنقوم بإنتاج المكتبات وإجراء التسلسل والتحليل الأولي. سوف نقدم عرض أسعار للتكلفة المتوقعة قبل بدء العمل. بالنسبة لـ RNA-seq والنهج الأخرى ، هناك العديد من الاختلافات في الطريقة التي يمكن بها إنشاء المكتبات. نحث المستخدمين على الاتصال بفريق ATG لمناقشة الخيارات قبل البدء. إلى جانب نظام Affymetrix الكامل ، يحتوي المورد المشترك ATG على مطياف نانودروب لقياس الحمض النووي الريبي بكميات صغيرة ، ومحلل بيولوجي Agilent لتحليل جودة وكمية عينات الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي بسرعة.
يمكن أن تكون تجارب NGS باهظة الثمن. التكلفة الإجمالية لمعظم التجارب الكبيرة (تسلسل exome ، RNA-seq ، إلخ) هي 500 دولار إلى 800 دولار لكل عينة ، بالإضافة إلى تكلفة المعلوماتية الحيوية. بعض تجارب التسلسل المستهدفة الأصغر تكلف أقل لكل عينة. يرجى الاتصال بالموظفين لمزيد من المعلومات وللحصول على عرض أسعار.
نعم! تولد تجارب NGS مجموعات بيانات كبيرة ومعقدة. لا يمكن تحليل المعلوماتية الحيوية بدون التكرارات. ثلاث نسخ أفضل. تعد النسخ المكررة ضرورية حقًا للحصول على نتائج جيدة ذات مغزى وتستحق التكلفة.
يتبع المورد المشترك ATG إرشادات صارمة لمراقبة الجودة وإجراءات التشغيل القياسية لضمان أن تكون البيانات من أعلى مستويات الجودة وتفي أو تتجاوز المعايير التي وضعتها مجموعات مثل اتحاد ENCODE. نحن نستخدم ضوابط قياسية لمراقبة العمليات الداخلية وإجراء فحوصات مراقبة الجودة في كل مرحلة من مراحل إنتاج المكتبات وتسلسلها. يرجى الاتصال بفريق ATG للاطلاع على أمثلة للبيانات التي أنتجناها بنجاح.
سيتم تأكيد جودة عينات بدء RNA باستخدام Agilent BioAnalyzer أو باستخدام PCR في الوقت الحقيقي. سيتم فحص المكتبات بالمثل قبل التسلسل. تتم إضافة ضوابط Spike-in في عدة خطوات لمراقبة مراقبة الجودة الداخلية.
تنتج فحوصات NGS مجموعات بيانات كبيرة ومعقدة تحتوي على كميات هائلة من المعلومات ، ولكن قد يكون من الصعب أيضًا تحليلها. يوفر مورد ATG المشترك المستوى الأول من التحليل ، بما في ذلك تحليل معلمات مراقبة الجودة ، ومحاذاة القراءات مع الجينوم المناسب ، وتحديد متغيرات التسلسل أو عدد الميزات ، حسب الاقتضاء ، وتنفيذ أنواع مباشرة من التفسير ، مثل إنتاج خرائط الحرارة لـ RNA-seq. ومع ذلك ، يجب إجراء أنواع أكثر تعقيدًا من تحليل البيانات ، مثل ربط النتائج بمعلومات المريض ، من خلال مدخلات الخبراء من المورد المشترك للمعلومات الحيوية أو المورد المشترك للإحصاءات الحيوية. يمكن لفريق عمل ATG المساعدة في إقامة تفاعلات مع الخبراء المناسبين ، الذين يجب أن يشاركوا من البداية للمساعدة في التصميم التجريبي ومراقبة الجودة.
هناك احتمال أن العملية المعقدة التي ينطوي عليها توليد بيانات NGS ستنتج "تأثير اليوم" أو "تأثير دفعة" ، حيث يتم معالجة العينات أو تحليلها على نفس مجموعة البيانات معًا. هذه قطعة أثرية معروفة لتحليل البيانات عالية الأبعاد ، ونحن نقوم بتضمين عناصر تحكم متصاعدة لمساعدتنا في تحديد وإزالة هذه الأنواع من مشاكل البيانات.
لدى المورد المشترك ATG فريق من خبراء المعلوماتية الحيوية الذين سيقومون بإجراء تحليل البيانات الأولي والذين سيقومون بإدارة البيانات ونسخها احتياطيًا. يمكنهم إجراء معظم أنواع التحليلات المباشرة (مثل التعبير الجيني من RNA-seq). ومع ذلك ، ستتطلب أنواع التحليلات المعقدة أو المخصصة مدخلات من خبراء إضافيين من الإحصاء الحيوي أو الموارد المشتركة للمعلومات الحيوية. يمكن لفريق عمل ATG المساعدة في إعداد عمليات التعاون المطلوبة.
يعد التحقق جزءًا مهمًا من كل تجربة NGS ، وتختلف المتطلبات وفقًا لنوع التجربة. يرجى الاتصال بفريق عمل ATG لمناقشة الخيارات للتحقق من نتائج NGS.
مدير المنشأة ، سكوت أ نيس ، دكتوراه. ، يمكن أن تقدم خطابات دعم ونصائح حول كيفية وصف المورد المشترك لـ ATG وتجارب NGS المحتملة في طلبات المنح. عمل الدكتور نيس في العديد من أقسام الدراسة في المعاهد الوطنية للصحة و ACS و DOD وقام بمراجعة العديد من طلبات المنح التي تتضمن تجارب NGS. منحه الممولة الخاصة بها تجارب NGS فيها. يمكنه تقديم المساعدة في كتابة أقسام من المنحة الخاصة بك فيما يتعلق بتجارب NGS ويمكنه الإشارة إلى المخاطر المحتملة والأشياء التي يجب تجنبها.
أسهل طريقة لانتقاد تجربة NGS هي وصفها بأنها رحلة صيد. إليك بعض الأشياء التي يجب عليك تجنبها بالتأكيد.
- لا تقترح وصف الجينات التي لم تحددها بعد. إذا لم يكن لديك بيانات أولية ، فأنت لا تعرف الجينات أو عدد الجينات التي ستجدها. ومع ذلك ، فمن المرجح أن يكون عددهم بالمئات. مجرد قول أنك ستختار بعض الجينات المثيرة للاهتمام لدراستها هو طريقة سريعة للحصول على درجة سيئة في المنحة التي تحصل عليها. إذا أمكن ، يجب أن تختبر تجربتك فرضية. على سبيل المثال ، قد تضع فرضية أن جينات معينة (مثل جينات موت الخلايا المبرمج) سيتم تحريضها. ثم يمكنك اقتراح استخدام فحوصات NGS لاختبار ذلك (واقتراح تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي كنهج احتياطي). بهذه الطريقة يمكنك اختبار فرضية ، واقتراح النتائج المتوقعة والضوابط (مثل الجينات التي يجب أن ترتفع وتنخفض) ، وهي طريقة أفضل بكثير لإجراء تجربة NGS (أو أي تجربة أخرى). إن مجرد البحث عن الجينات هو نهج سيء ويثير دائمًا غضب لجنة المراجعة.
- إن مجرد قول أنك ستستخدم بعض البرامج لتحليل البيانات أو تجميع الجينات في مسارات سيضعك أيضًا في مشكلة. يمكن أن تكون بيانات NGS معقدة للغاية ، وسوف تتطلب أساليب إحصائية للتحليل. بيانات المسار المعروفة غير مكتملة بشكل محزن. معظم الجينات ليست في المسارات ، على أي حال ، ستحتاج إلى نهج جيد التخطيط لتحليل البيانات. يجب أن يكون لديك طريقة لمعرفة ما إذا كانت التجربة قد نجحت أم لا (على سبيل المثال ، هل تم تنشيط جينات الاستماتة المتوقعة؟).
- يجب ألا تكون تجربة NGS مجرد فقرة في نهاية أحد أهدافك. مهما فعلت ، لا تقم مطلقًا بإضافة تجربة NGS إلى نهاية طلب المنحة كشيء "ستفعله أيضًا". تجارب NGS كبيرة ومكلفة ومعقدة ولا يمكن إجراؤها كفكرة لاحقة. تحتوي العديد والعديد من المنح على وصف من فقرة واحدة لتجربة NGS التي سيقوم بها الباحثون أيضًا. هذا هو مانع الصواعق للنقد من المراجعين.
- إذا كنت تبحث عن الجينات ، فيجب أن تبحث عنها لسبب ما. لا تقترح فقط البحث عن الجينات الخاضعة للرقابة دون اقتراح فعل شيء معها. إن العثور على الجينات التي ترتفع وتنخفض ليس هدفًا مهمًا بدرجة كافية. تحتاج إلى البحث عن الجينات مع وضع بعض الأغراض في الاعتبار (على سبيل المثال ، بعض الفرضيات المراد اختبارها).