Получены первые данные с портативного секвенатора Oxford Nanopore

Недавно были представлены первые результаты с секвенатора MinION, инновационного и очень ожидаемого прибора для секвенирования ДНК, разработанного компанией Oxford Nanopore (Великобритания). Несмотря на то, что многие надежды ученых на новый секвенатор оправдались, оказалось, что технология еще имеет определенные недостатки и нуждается в совершенствовании.

MinION – первый коммерчески доступный секвенатор, работа которого основана на использовании технологии нанопор, разрабатывавшейся специалистами в течение двадцати лет. Новый секвенатор читает последовательность ДНК путем измерения электропроводности, изменение которой они вызывают по мере прохождения через биологическую пору. Компания Oxford Nanopore утверждает, что их технология секвенирования быстрее и дешевле своих конкурентов, кроме того, с помощью нового прибора ученые смогут проанализировать области генома, которые нельзя или трудно амплифицировать.

Пока секвенатор MinION еще не готов поступить в продажу. Но Дэвид Яффе (David Jaffe), специалист в области вычислительной биологии из Института Брода в Кембридже (Broad Institute, США), использовал данные, полученные с нового секвенатора и предоставленные компанией Oxford Nanopore, для сборки двух геномов бактерий, Escherichia coli и бактерии из семейства Scardovia, обитающей в полости рта человека. Он доложил о результатах своих исследований на конференции Advances in Genome Biology and Technology, проходившей в Марко Айленд (Флорида, США).

Яффе нашел секвенатор MinION очень интересным. Его размеры и форма сопоставимы с пачкой жевательной резинки. По словам ученого, секвенатор оснащен красивыми лампочками и вентилятором с приятным звуком, он также подключается к USB порту. Однако технический обзор устройства выглядит гораздо сложнее.

Средняя длина прочтения секвенатором MinION составляет 5,4 килобаз, однако длина некоторых ридов достигала 10 килобаз. Это больше, чем размеры среднего рида, считываемого при использовании самых распространенных секвенаторов, продаваемых компанией Illumina: последние генерируют риды длиной в несколько сотен пар оснований. Но все же средняя длина прочтения секвенатором MinION меньше заявленной компанией Oxford Nanopore в 2012 г.

Яффе также столкнулся с трудностями при секвенировании специфических областей бактериальных геномов на приборе MinION. Эти данные вызывают беспокойство у специалистов в области биоинформатики, поскольку исправить систематические ошибки секвенирования сложнее, чем случайные. Так, используя только данные секвенатора MinION, Яффе не смог собрать полный геном двух бактерий из-за систематических ошибок – ученому пришлось использовать данные с секвенатора MinION лишь для дополнения результатов секвенирования в приборов Illumina.

Однако Яффе с оптимизмом смотрит на будущее секвенатора MinION. Во-первых, по словам сотрудников компании Oxford Nanopore, более высокое качество исследуемых образцов ДНК и применение различных методов предварительной подготовки ДНК к исследованию должны увеличить среднюю длину ридов. Кроме того, компания может поработать над тем, чтобы уменьшить число ошибок секвенатора, возможно, используя комбинацию пор с различными свойствами. По словам Яффе, даже сейчас подавляющее большинство длинных ридов секвенатора MinION имеет продолжительную длину без каких-либо ошибок. «Систематические ошибки являются временной характеристикой, способ устранения которой, как мы надеемся, скоро будет найден», – говорит Яффе.

Скоро у других исследователей появится возможность сформировать свое собственное мнение о новом секвенаторе, поскольку компания Oxford Nanopore только что объявила о возможности приобретения прибора по программе его предоставления первой очереди. Ученые, которые внесут предоплату в размере 1 тыс. долларов США, а также 250 долларов США за доставку товара, могут получить секвенатор MinION и произвести на нем свои собственные исследования.

Исаак Ро (Isaac Ro), аналитик из коммерческого банка Goldman Sachs, в 2012 г. дававший советы компании Illumina, которая противостояла поглощению швейцарским фармацевтическим гигантом Roche, положительно отозвался о презентации Яффе. «Похоже, что компания Oxford Nanopore еще находится на стадии разработки продукта, и в настоящий момент она не представляет опасности с точки зрения конкуренции для компании Illumina», – говорит Ро.

Однако некоторые ученые по-прежнему считают, что секвенатор MinION может «расшевелить» индустрию секвенирования. Генетик Янив Эрлих (Yaniv Erlich) из Института Биомедицинских Исследований Уайтхед в Кембридже (Whitehead Institute for Biomedical Research, США) говорит, что маленький, дешевый и портативный секвенатор MinION не похож на громоздкие, дорогие секвенаторы, к которым привыкли ученые. По его мнению, если компания Oxford Nanopore продолжит совершенствовать технологию секвенирования, то метод можно будет использовать в различных областях, в которых сегодня применение современных секвенаторов не возможно.

«Это напоминает мне о раннем этапе развития технологии секвенирования компании Illumina, когда мы могли прочесть риды длиной лишь в 36 пар оснований и радовались этому. Думаю, нужно дать компании Oxford Nanopore больше времени», – говорит Эрлих.

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2014.14724