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Análisis de asociación de todo el genoma
El objetivo de los estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) es identificar variantes genéticas (genotipos) vinculadas a rasgos específicos (fenotipos). Al examinar los marcadores genéticos en todo el genoma de un gran número de individuos, GWAS extrapola las asociaciones genotipo-fenotipo a través de análisis estadísticos a nivel de población. Esta metodología encuentra amplias aplicaciones en la investigación de enfermedades humanas y la exploración de genes funcionales relacionados con rasgos complejos en animales o plantas.
En BMKGENE, ofrecemos dos vías para realizar GWAS en grandes poblaciones: emplear la secuenciación del genoma completo (WGS) u optar por un método de secuenciación del genoma de representación reducida, el fragmento amplificado de locus específico (SLAF) desarrollado internamente. Mientras que WGS se adapta a genomas más pequeños, SLAF surge como una alternativa rentable para estudiar poblaciones más grandes con genomas más largos, minimizando efectivamente los costos de secuenciación y garantizando al mismo tiempo una alta eficiencia en el descubrimiento de marcadores genéticos.
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Secuenciación de ARN de núcleo único
El desarrollo de técnicas de captura unicelular y construcción de bibliotecas personalizadas, junto con la secuenciación de alto rendimiento, ha revolucionado los estudios de expresión génica a nivel celular. Este avance permite un análisis más profundo y completo de poblaciones de células complejas, superando las limitaciones asociadas con el promedio de la expresión genética en todas las células y preservando la verdadera heterogeneidad dentro de estas poblaciones. Si bien la secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) tiene ventajas innegables, enfrenta desafíos en ciertos tejidos donde la creación de una suspensión unicelular resulta difícil y requiere muestras nuevas. En BMKGene, abordamos este obstáculo ofreciendo secuenciación de ARN de un solo núcleo (snRNA-seq) utilizando la tecnología de última generación 10X Genomics Chromium. Este enfoque amplía el espectro de muestras susceptibles de análisis del transcriptoma a nivel unicelular.
El aislamiento de los núcleos se logra mediante el innovador chip 10X Genomics Chromium, que presenta un sistema de microfluidos de ocho canales con cruces dobles. Dentro de este sistema, perlas de gel que incorporan códigos de barras, cebadores, enzimas y un solo núcleo se encapsulan en gotas de aceite del tamaño de un nanolitro, formando perlas de gel en emulsión (GEM). Después de la formación de GEM, dentro de cada GEM se produce la lisis celular y la liberación de códigos de barras. Posteriormente, las moléculas de ARNm se someten a una transcripción inversa en ADNc, incorporando códigos de barras 10X e identificadores moleculares únicos (UMI). Luego, estos ADNc se someten a la construcción de una biblioteca de secuenciación estándar, lo que facilita una exploración sólida y completa de los perfiles de expresión génica a nivel unicelular.
Plataforma: Plataforma 10× Genomics Chromium y Illumina NovaSeq
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Secuenciación del genoma completo de plantas/animales
La secuenciación del genoma completo (WGS), también conocida como resecuenciación, se refiere a la secuenciación del genoma completo de diferentes individuos de especies con genomas de referencia conocidos. Sobre esta base, se pueden identificar mejor las diferencias genómicas de individuos o poblaciones. WGS permite la identificación de polimorfismo de nucleótido único (SNP), eliminación de inserción (InDel), variación de estructura (SV) y variación del número de copias (CNV). Los SV comprenden una porción mayor de la base de variación que los SNP y tienen un mayor impacto en el genoma, afectando sustancialmente a los organismos vivos. Si bien la resecuenciación de lectura corta es eficaz para identificar SNP e InDel, la resecuenciación de lectura larga permite una identificación más precisa de fragmentos grandes y variaciones complicadas.
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Transcriptoma espacial 10x Genomics Visium
La transcriptómica espacial es una tecnología de vanguardia que permite a los investigadores investigar patrones de expresión genética dentro de los tejidos preservando al mismo tiempo su contexto espacial. Una plataforma poderosa en este dominio es 10x Genomics Visium junto con la secuenciación de Illumina. El principio de 10X Visium reside en un chip especializado con un área de captura designada donde se colocan secciones de tejido. Esta área de captura contiene puntos con códigos de barras, cada uno de los cuales corresponde a una ubicación espacial única dentro del tejido. Luego, las moléculas de ARN capturadas del tejido se etiquetan con identificadores moleculares únicos (UMI) durante el proceso de transcripción inversa. Estos puntos con códigos de barras y UMI permiten un mapeo espacial preciso y la cuantificación de la expresión genética con una resolución unicelular. La combinación de muestras con códigos de barras espaciales y UMI garantiza la precisión y especificidad de los datos generados. Al utilizar esta tecnología de transcriptómica espacial, los investigadores pueden obtener una comprensión más profunda de la organización espacial de las células y las complejas interacciones moleculares que ocurren dentro de los tejidos, ofreciendo información invaluable sobre los mecanismos subyacentes a los procesos biológicos en múltiples campos, incluida la oncología, la neurociencia, la biología del desarrollo y la inmunología. y estudios botánicos.
Plataforma: 10X Genomics Visium e Illumina NovaSeq
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Secuenciación de ARNm de longitud completa: nanoporos
Si bien la secuenciación de ARNm basada en NGS es una herramienta versátil para cuantificar la expresión génica, su dependencia de lecturas cortas restringe su eficacia en análisis transcriptómicos complejos. Por otro lado, la secuenciación de nanoporos emplea tecnología de lectura larga, lo que permite la secuenciación de transcripciones de ARNm de longitud completa. Este enfoque facilita una exploración integral del empalme alternativo, las fusiones de genes, la poliadenilación y la cuantificación de isoformas de ARNm.
La secuenciación de nanoporos, un método que se basa en señales eléctricas en tiempo real de una sola molécula de nanoporos, proporciona resultados en tiempo real. Guiado por proteínas motoras, el ADN bicatenario se une a proteínas de nanoporos incrustadas en una biopelícula y se desenrolla a medida que pasa a través del canal de nanoporos bajo una diferencia de voltaje. Las señales eléctricas distintivas generadas por diferentes bases en la cadena de ADN se detectan y clasifican en tiempo real, lo que facilita una secuenciación de nucleótidos precisa y continua. Este enfoque innovador supera las limitaciones de lectura breve y proporciona una plataforma dinámica para análisis genómicos complejos, incluidos estudios transcriptómicos complejos, con resultados inmediatos.
Plataforma: Nanopore PromethION 48
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Secuenciación de ARNm de longitud completa -PacBio
Si bien la secuenciación de ARNm basada en NGS es una herramienta versátil para cuantificar la expresión genética, su dependencia de lecturas cortas restringe su uso en análisis transcriptómicos complejos. Por otro lado, la secuenciación PacBio (Iso-Seq) emplea tecnología de lectura larga, lo que permite la secuenciación de transcripciones de ARNm de longitud completa. Este enfoque facilita una exploración integral del empalme alternativo, las fusiones de genes y la poliadenilación. Sin embargo, existen otras opciones para la cuantificación de la expresión genética debido a la gran cantidad de datos necesarios. La tecnología de secuenciación PacBio se basa en la secuenciación de una sola molécula en tiempo real (SMRT), lo que proporciona una clara ventaja en la captura de transcripciones de ARNm de longitud completa. Este enfoque innovador implica el uso de guías de ondas de modo cero (ZMW) y pozos microfabricados que permiten la observación en tiempo real de la actividad de la ADN polimerasa durante la secuenciación. Dentro de estos ZMW, la ADN polimerasa de PacBio sintetiza una hebra complementaria de ADN, generando lecturas largas que abarcan la totalidad de las transcripciones de ARNm. El funcionamiento de PacBio en modo de secuenciación por consenso circular (CCS) mejora la precisión al secuenciar repetidamente la misma molécula. Las lecturas de alta fidelidad generadas tienen una precisión comparable a la de NGS, lo que contribuye aún más a un análisis completo y confiable de características transcriptómicas complejas.
Plataforma: PacBio Sequel II; PacBio Revio
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Secuenciación de ARNm de eucariotas-NGS
La secuenciación de ARNm, una tecnología versátil, permite la elaboración de perfiles completos de todas las transcripciones de ARNm dentro de las células en condiciones específicas. Con su amplia gama de aplicaciones, esta herramienta de vanguardia revela complejos perfiles de expresión genética, estructuras genéticas y mecanismos moleculares asociados con diversos procesos biológicos. Ampliamente adoptada en la investigación fundamental, el diagnóstico clínico y el desarrollo de fármacos, la secuenciación de ARNm ofrece información sobre las complejidades de la dinámica celular y la regulación genética, lo que despierta curiosidad sobre su potencial en diversos campos.
Plataforma: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
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Secuenciación de ARNm-NGS sin base de referencia
La secuenciación de ARNm permite la elaboración de perfiles completos de todas las transcripciones de ARNm dentro de las células en condiciones específicas. Esta tecnología de vanguardia sirve como una herramienta potente, que revela intrincados perfiles de expresión genética, estructuras genéticas y mecanismos moleculares asociados con diversos procesos biológicos. Ampliamente adoptada en la investigación fundamental, el diagnóstico clínico y el desarrollo de fármacos, la secuenciación de ARNm ofrece información sobre las complejidades de la dinámica celular y la regulación genética.
Plataforma: Illumina NovaSeq X; DNBSEQ-T7
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Secuenciación larga sin codificación-Illumina
Los ARN largos no codificantes (lncRNA) tienen más de 200 nucleótidos, poseen un potencial de codificación mínimo y son elementos fundamentales dentro del ARN no codificante. Estos ARN, que se encuentran en el núcleo y el citoplasma, desempeñan funciones cruciales en la regulación epigenética, transcripcional y postranscripcional, lo que subraya su importancia en la configuración de procesos celulares y moleculares. La secuenciación de LncRNA es una herramienta poderosa en la diferenciación celular, la ontogénesis y las enfermedades humanas.
Plataforma: Illumina NovaSeq
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Secuenciación de ARN pequeño-Illumina
Las moléculas pequeñas de ARN (ARNs) incluyen microARN (miARN), pequeños ARN de interferencia (siARN) y ARN que interactúan con piwi (piARN). Entre ellos, los miARN, de entre 18 y 25 nucleótidos de largo, son particularmente notables por sus funciones reguladoras fundamentales en diversos procesos celulares. Con patrones de expresión específicos de tejido y de etapa, los miARN exhiben una alta conservación en diferentes especies.
Plataforma: Illumina NovaSeq
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Secuenciación de CircRNA-Illumina
La secuenciación de ARN circular (circRNA-seq) sirve para perfilar y analizar ARN circulares, una clase de moléculas de ARN que forman bucles cerrados debido a eventos de empalme no canónicos, lo que proporciona a este ARN una mayor estabilidad. Si bien se ha demostrado que algunos ARNcirc actúan como esponjas de microARN, secuestrando microARN e impidiéndoles regular sus ARNm objetivo, otros ARNcirc pueden interactuar con proteínas, modular la expresión genética o desempeñar funciones en procesos celulares. El análisis de la expresión de circRNA proporciona información sobre las funciones reguladoras de estas moléculas y su importancia en diversos procesos celulares, etapas de desarrollo y enfermedades, lo que contribuye a una comprensión más profunda de la complejidad de la regulación del ARN en el contexto de la expresión génica.
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Secuenciación del transcriptoma completo – Illumina
La secuenciación del transcriptoma completo ofrece un enfoque integral para perfilar diversas moléculas de ARN, que abarcan ARN codificantes (ARNm) y no codificantes (ARNc, ARNcirc y miARN). Esta técnica captura el transcriptoma completo de células específicas en un momento dado, lo que permite una comprensión holística de los procesos celulares. También conocida como “secuenciación de ARN total”, su objetivo es revelar intrincadas redes reguladoras a nivel del transcriptoma, permitiendo análisis en profundidad como el ARN endógeno competitivo (ARNce) y el análisis conjunto de ARN. Esto marca el paso inicial hacia la caracterización funcional, particularmente para desentrañar las redes reguladoras que involucran interacciones de ARNce basadas en ARNm, miARN-circular.
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Secuenciación de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP-seq)
La inmunoprecipitación de cromatina (CHIP) es una técnica que aprovecha los anticuerpos para enriquecer selectivamente las proteínas de unión al ADN y sus correspondientes objetivos genómicos. Su integración con NGS permite el perfilado de todo el genoma de objetivos de ADN asociados con la modificación de histonas, factores de transcripción y otras proteínas de unión al ADN. Este enfoque dinámico permite comparaciones de sitios de unión entre diversos tipos de células, tejidos o condiciones. Las aplicaciones de ChIP-Seq abarcan desde el estudio de la regulación transcripcional y las vías de desarrollo hasta el esclarecimiento de los mecanismos de las enfermedades, lo que lo convierte en una herramienta indispensable para comprender los paisajes de regulación genómica y avanzar en conocimientos terapéuticos.
Plataforma: Illumina NovaSeq
