-
تحليل الارتباط على نطاق الجينوم
الهدف من دراسات الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS) هو تحديد المتغيرات الجينية (الأنماط الجينية) المرتبطة بسمات محددة (الأنماط الظاهرية). ومن خلال فحص العلامات الجينية عبر الجينوم بأكمله في عدد كبير من الأفراد، تقوم GWAS باستقراء ارتباطات النمط الجيني والنمط الظاهري من خلال التحليلات الإحصائية على مستوى السكان. تجد هذه المنهجية تطبيقات واسعة النطاق في البحث عن الأمراض التي تصيب الإنسان واستكشاف الجينات الوظيفية المرتبطة بالسمات المعقدة في الحيوانات أو النباتات.
في BMKGENE، نقدم طريقتين لإجراء GWAS على أعداد كبيرة من السكان: استخدام تسلسل الجينوم الكامل (WGS) أو اختيار طريقة تسلسل الجينوم ذات التمثيل المنخفض، وهي الجزء المضخم للموقع المحدد (SLAF) الذي تم تطويره داخليًا. في حين أن WGS تناسب الجينومات الأصغر، فإن SLAF يظهر كبديل فعال من حيث التكلفة لدراسة أعداد أكبر من السكان ذوي جينومات أطول، مما يقلل بشكل فعال من تكاليف التسلسل، مع ضمان كفاءة عالية في اكتشاف العلامات الجينية.
-
تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) أحادي النواة
إن تطوير تقنيات التقاط الخلايا المفردة وبناء المكتبات المخصصة، إلى جانب التسلسل عالي الإنتاجية، قد أحدث ثورة في دراسات التعبير الجيني على مستوى الخلية. يسمح هذا الاختراق بإجراء تحليل أعمق وأكثر شمولاً لمجموعات الخلايا المعقدة، والتغلب على القيود المرتبطة بمتوسط التعبير الجيني على جميع الخلايا والحفاظ على عدم التجانس الحقيقي داخل هذه المجموعات. في حين أن تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) لخلية واحدة (scRNA-seq) يتمتع بمزايا لا يمكن إنكارها، فإنه يواجه تحديات في بعض الأنسجة حيث يكون إنشاء تعليق خلية واحدة أمرًا صعبًا ويتطلب عينات جديدة. في BMKGene، نتعامل مع هذه العقبة من خلال تقديم تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) أحادي النواة (snRNA-seq) باستخدام تقنية 10X Genomics Chromium المتطورة. يعمل هذا النهج على توسيع نطاق العينات القابلة لتحليل النسخ على مستوى الخلية الواحدة.
يتم عزل النوى من خلال شريحة 10X Genomics Chromium المبتكرة، والتي تتميز بنظام ميكروفلويديك ثماني قنوات مع معابر مزدوجة. ضمن هذا النظام، يتم تغليف حبات الهلام التي تحتوي على الرموز الشريطية والبادئات والإنزيمات ونواة واحدة في قطرات زيت بحجم النانوليتر، لتشكل مستحلب هلامي (GEM). بعد تكوين GEM، يحدث تحلل الخلايا وإطلاق الباركود داخل كل GEM. بعد ذلك، تخضع جزيئات mRNA للنسخ العكسي إلى cDNAs، وتتضمن باركود 10X والمعرفات الجزيئية الفريدة (UMIs). يتم بعد ذلك إخضاع هذه cDNAs لبناء مكتبة التسلسل القياسي، مما يسهل استكشاف قوي وشامل لملفات تعريف التعبير الجيني على مستوى الخلية الواحدة.
المنصة: 10× منصة Genomics Chromium وIllumina NovaSeq
-
تسلسل الجينوم الكامل للنبات/الحيوان
يشير تسلسل الجينوم الكامل (WGS)، المعروف أيضًا باسم إعادة التسلسل، إلى تسلسل الجينوم الكامل لأفراد مختلفين من الأنواع ذات الجينومات المرجعية المعروفة. وعلى هذا الأساس، يمكن تحديد الاختلافات الجينية بين الأفراد أو المجموعات السكانية بشكل أكبر. يتيح WGS تحديد تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNP)، وحذف الإدراج (InDel)، وتنوع البنية (SV)، وتباين أرقام النسخ (CNV). تشتمل SVs على جزء أكبر من قاعدة التباين مقارنة بـ SNPs ولها تأثير أكبر على الجينوم، مما يؤثر بشكل كبير على الكائنات الحية. في حين أن إعادة التسلسل للقراءة القصيرة فعالة في تحديد SNPs وInDels، فإن إعادة التسلسل للقراءة الطويلة تسمح بتحديد أكثر دقة للأجزاء الكبيرة والاختلافات المعقدة.
-
10x الجينوم فيزيوم النسخ المكاني
تعد النسخ المكانية تقنية متطورة تسمح للباحثين بالتحقيق في أنماط التعبير الجيني داخل الأنسجة مع الحفاظ على سياقها المكاني. إحدى المنصات القوية في هذا المجال هي 10x Genomics Visium مقترنة بتسلسل Illumina. يعتمد مبدأ 10X Visium على شريحة متخصصة ذات منطقة التقاط مخصصة حيث يتم وضع أقسام الأنسجة. تحتوي منطقة الالتقاط هذه على نقاط مشفرة، كل منها يتوافق مع موقع مكاني فريد داخل الأنسجة. يتم بعد ذلك تصنيف جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) التي تم التقاطها من الأنسجة بمعرفات جزيئية فريدة (UMIs) أثناء عملية النسخ العكسي. تتيح هذه البقع المرمزة وUMIs رسم الخرائط المكانية الدقيقة والتقدير الكمي للتعبير الجيني بدقة خلية واحدة. يضمن الجمع بين العينات المشفرة مكانيًا وUMIs دقة وخصوصية البيانات التي تم إنشاؤها. باستخدام تقنية النسخ المكاني هذه، يمكن للباحثين اكتساب فهم أعمق للتنظيم المكاني للخلايا والتفاعلات الجزيئية المعقدة التي تحدث داخل الأنسجة، مما يوفر رؤى لا تقدر بثمن حول الآليات الكامنة وراء العمليات البيولوجية في مجالات متعددة، بما في ذلك علم الأورام وعلم الأعصاب وعلم الأحياء التطوري وعلم المناعة. ، والدراسات النباتية.
المنصة: 10X Genomics Visium وIllumina NovaSeq
-
كامل طول تسلسل مرنا-نانوبوري
في حين أن تسلسل mRNA القائم على NGS هو أداة متعددة الاستخدامات لقياس التعبير الجيني، فإن اعتمادها على القراءات القصيرة يحد من فعاليتها في التحليلات النصية المعقدة. من ناحية أخرى، يستخدم تسلسل ثقب النانو تقنية القراءة الطويلة، مما يتيح تسلسل نصوص الرنا المرسال كاملة الطول. يسهل هذا النهج استكشافًا شاملاً للربط البديل، واندماج الجينات، والأدينيلات المتعددة، والتقدير الكمي لأشكال الرنا المرسال.
إن تسلسل ثقب النانو، وهو طريقة تعتمد على الإشارات الكهربائية في الوقت الحقيقي لجزيء واحد من ثقب النانو، يوفر نتائج في الوقت الحقيقي. يرتبط الحمض النووي المزدوج، مسترشدًا بالبروتينات الحركية، ببروتينات المسام النانوية المدمجة في الغشاء الحيوي، ويتفكك أثناء مروره عبر قناة المسام النانوية تحت فرق الجهد. يتم الكشف عن الإشارات الكهربائية المميزة التي تولدها قواعد مختلفة على شريط الحمض النووي وتصنيفها في الوقت الحقيقي، مما يسهل تسلسل النوكليوتيدات الدقيق والمستمر. يتغلب هذا النهج المبتكر على قيود القراءة القصيرة ويوفر منصة ديناميكية للتحليل الجيني المعقد، بما في ذلك الدراسات النصية المعقدة، مع نتائج فورية.
المنصة: نانوبور بروميثيون 48
-
تسلسل mRNA كامل الطول -PacBio
في حين أن تسلسل mRNA القائم على NGS هو أداة متعددة الاستخدامات لقياس التعبير الجيني، فإن اعتماده على القراءات القصيرة يقيد استخدامه في التحليلات النصية المعقدة. من ناحية أخرى، يستخدم تسلسل PacBio (Iso-Seq) تقنية القراءة الطويلة، مما يتيح تسلسل نصوص mRNA كاملة الطول. يسهل هذا النهج استكشافًا شاملاً للربط البديل، واندماج الجينات، والأدينيلات المتعددة. ومع ذلك، هناك خيارات أخرى للقياس الكمي للتعبير الجيني بسبب الكمية الكبيرة من البيانات المطلوبة. تعتمد تقنية تسلسل PacBio على تسلسل جزيء واحد في الوقت الفعلي (SMRT)، مما يوفر ميزة واضحة في التقاط نصوص mRNA كاملة الطول. يتضمن هذا النهج المبتكر استخدام أدلة موجية ذات الوضع الصفري (ZMWs) وآبار مصنعة بدقة تتيح المراقبة في الوقت الفعلي لنشاط بوليميراز الحمض النووي أثناء التسلسل. داخل هذه ZMWs، يقوم بوليميريز الحمض النووي الخاص بـ PacBio بتوليف شريط مكمل من الحمض النووي، مما يولد قراءات طويلة تغطي كامل نسخ mRNA. يعمل تشغيل PacBio في وضع تسلسل الإجماع الدائري (CCS) على تحسين الدقة من خلال التسلسل المتكرر لنفس الجزيء. تتمتع قراءات HiFi التي تم إنشاؤها بدقة مماثلة لـ NGS، مما يساهم بشكل أكبر في تحليل شامل وموثوق لميزات النسخ المعقدة.
المنصة: PacBio Sequel II؛ باكبيو ريفيو
-
تسلسل الرنا المرسال حقيقي النواة-NGS
تسلسل mRNA، وهي تقنية متعددة الاستخدامات، تمكن من التنميط الشامل لجميع نصوص mRNA داخل الخلايا في ظل ظروف محددة. بفضل تطبيقاتها واسعة النطاق، تكشف هذه الأداة المتطورة عن ملفات تعريف التعبير الجيني المعقدة، والهياكل الجينية، والآليات الجزيئية المرتبطة بعمليات بيولوجية متنوعة. تم اعتماد تسلسل mRNA على نطاق واسع في الأبحاث الأساسية والتشخيص السريري وتطوير الأدوية، ويقدم نظرة ثاقبة لتعقيدات الديناميكيات الخلوية والتنظيم الجيني، مما يثير الفضول حول إمكاناته في مختلف المجالات.
المنصة: Illumina NovaSeq X؛ DNBSEQ-T7
-
تسلسل mRNA غير المرجعي-NGS
يُمكّن تسلسل mRNA من التنميط الشامل لجميع نصوص mRNA داخل الخلايا في ظل ظروف محددة. تعمل هذه التكنولوجيا المتطورة كأداة فعالة، حيث تكشف عن ملفات التعبير الجيني المعقدة، والهياكل الجينية، والآليات الجزيئية المرتبطة بالعمليات البيولوجية المتنوعة. تم اعتماد تسلسل mRNA على نطاق واسع في الأبحاث الأساسية والتشخيص السريري وتطوير الأدوية، ويقدم نظرة ثاقبة لتعقيدات الديناميكيات الخلوية والتنظيم الجيني.
المنصة: Illumina NovaSeq X؛ DNBSEQ-T7
-
تسلسل طويل غير مشفر-Illumina
إن الرناوات الطويلة غير المشفرة (lncRNAs) أطول من 200 نيوكليوتيدات تمتلك الحد الأدنى من إمكانات الترميز وهي عناصر محورية داخل الرنا غير المشفر. تلعب هذه الـ RNA الموجودة في النواة والسيتوبلازم أدوارًا حاسمة في التنظيم اللاجيني والنسخي وما بعد النسخي، مما يؤكد أهميتها في تشكيل العمليات الخلوية والجزيئية. يعد تسلسل LncRNA أداة قوية في تمايز الخلايا، وتكوين الجينات، والأمراض البشرية.
المنصة: إلومينا نوفا سيك
-
تسلسل الحمض النووي الريبي الصغير-إلومينا
تشتمل جزيئات الحمض النووي الريبوزي (sRNA) الصغيرة على جزيئات الرنا الميكروية (miRNAs)، والجزيئات الرناوية الصغيرة المسببة للتداخل (siRNAs)، والجزيئات الرناوية المتفاعلة مع piwi (piRNAs). من بين هذه العناصر، فإن miRNAs، التي يبلغ طولها حوالي 18-25 نيوكليوتيدات، جديرة بالملاحظة بشكل خاص لدورها التنظيمي المحوري في العمليات الخلوية المختلفة. مع أنماط التعبير الخاصة بالأنسجة والمرحلة المحددة، تظهر miRNAs درجة عالية من الحفظ عبر الأنواع المختلفة.
المنصة: إلومينا نوفا سيك
-
تسلسل CircRNA-Illumina
تسلسل الحمض النووي الريبي الدائري (circRNA-seq) هو تحديد وتحليل الحمض النووي الريبي الدائري، وهو فئة من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) التي تشكل حلقات مغلقة بسبب أحداث الربط غير المتعارف عليها، مما يوفر لهذا الحمض النووي الريبي (RNA) استقرارًا متزايدًا. في حين أن بعض circRNAs قد ثبت أنها تعمل كإسفنجات microRNA، حيث تعزل microRNAs وتمنعها من تنظيم mRNAs المستهدفة، فإن circRNAs الأخرى قد تتفاعل مع البروتينات، أو تعدل التعبير الجيني، أو يكون لها أدوار في العمليات الخلوية. يوفر تحليل تعبير circRNA نظرة ثاقبة للأدوار التنظيمية لهذه الجزيئات وأهميتها في العمليات الخلوية المختلفة، ومراحل النمو، وحالات المرض، مما يساهم في فهم أعمق لتعقيد تنظيم RNA في سياق التعبير الجيني.
-
تسلسل النسخ الكامل – إلومينا
يوفر تسلسل النسخ الكامل نهجًا شاملاً لتوصيف جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المتنوعة، بما في ذلك الترميز (mRNA) والحمض النووي الريبي (RNA) غير المشفر (lncRNA، وcircRNA، وmiRNA). تلتقط هذه التقنية النسخة الكاملة لخلايا محددة في لحظة معينة، مما يسمح بفهم شامل للعمليات الخلوية. يُعرف أيضًا باسم "تسلسل الحمض النووي الريبي الكلي"، ويهدف إلى الكشف عن شبكات تنظيمية معقدة على مستوى النسخ، مما يتيح إجراء تحليل متعمق مثل تحليل الحمض النووي الريبي (RNA) الداخلي المتنافس (ceRNA) وتحليل الحمض النووي الريبي (RNA) المشترك. يمثل هذا الخطوة الأولى نحو التوصيف الوظيفي، لا سيما في كشف الشبكات التنظيمية التي تتضمن تفاعلات ceRNA المستندة إلى circRNA-miRNA-mRNA.
-
التسلسل المناعي للكروماتين (ChIP-seq)
الترسيب المناعي للكروماتين (CHIP) هو أسلوب يستخدم الأجسام المضادة لإثراء البروتينات المرتبطة بالحمض النووي بشكل انتقائي وأهداف الجينوم المقابلة لها. يمكّن تكامله مع NGS من تحديد أهداف الحمض النووي على نطاق الجينوم المرتبطة بتعديل الهيستون، وعوامل النسخ، وغيرها من البروتينات المرتبطة بالحمض النووي. يتيح هذا النهج الديناميكي إجراء مقارنات بين مواقع الربط عبر أنواع الخلايا أو الأنسجة أو الحالات المتنوعة. تمتد تطبيقات ChIP-Seq من دراسة التنظيم النسخي والمسارات التنموية إلى توضيح آليات المرض، مما يجعلها أداة لا غنى عنها لفهم مناظر التنظيم الجينومي وتطوير الأفكار العلاجية.
المنصة: إلومينا نوفا سيك
