Genomics phân tích và tịnh tiến
Tài nguyên chia sẻ bộ gen phân tích và dịch mã (ATG) cung cấp các dịch vụ giải trình tự gen thông lượng cao và các dịch vụ bộ gen khác cho các thành viên của Trung tâm Ung thư Toàn diện UNM và những người khác tại UNM và các tổ chức liên kết. Các dịch vụ của chúng tôi tập trung vào giải trình tự thế hệ tiếp theo, sử dụng trình giải trình tự Singular Genomics G4 để tạo ra thông tin trên toàn bộ bộ gen. Các phương pháp này bao gồm các xét nghiệm genom đơn bào không gian, RNA-seq đơn bào, RNA-seq 'số lượng lớn' thông thường, giải trình tự DNA mục tiêu, giải trình tự toàn bộ exome, ChIP-seq và các xét nghiệm khác. Các xét nghiệm này có thể được tiến hành bằng cách sử dụng tế bào sống hoặc đông lạnh hoặc mô và mẫu lưu trữ như FFPE.
Tài nguyên được chia sẻ được Trung tâm Ung thư Toàn diện UNM tài trợ thông qua khoản trợ cấp cốt lõi CCSG P30CA118100 và nguồn tài trợ bổ sung, cũng như tiền từ tiểu bang NM và phí người dùng.
Đội ngũ nhân viên am hiểu luôn sẵn sàng tư vấn nhằm hỗ trợ người dùng tạo ra các thử nghiệm tốt nhất có thể và tối ưu hóa chất lượng của dữ liệu được tạo ra.
Giám đốc Khoa
Viswanathan Palanisamy, Bằng tiến sĩ
Giáo sư, Nội khoa/ Y học phân tử
ĐT: (505) 272-0652
Giám đốc kỹ thuật / Tin sinh học
Kathryn (Charlie) Brayer, Tiến sĩ | CRF G22A
Nhân viên kỹ thuật cao cấp
Kel Cook | CRF 118, ĐT: (505) 272-5564
Mật mã Magdalena (Maggie) | CRF 119, ĐT: (505) 272-5564
Olufunmilola (Funmi) Oyebamiji | CRF tầng trệt
Genomics phân tích và tịnh tiến
Tất cả các nhà nghiên cứu tại Đại học New Mexico (UNM) và các tổ chức liên quan đều có thể truy cập ATG. Tuy nhiên, điều cần thiết là bạn phải cung cấp trích dẫn cho P30CA118100 và cũng đề cập đến ATG, cùng với các tài nguyên được chia sẻ khác của UNMCCC đã được sử dụng để tạo ra dữ liệu.
Để ghi nhận những đóng góp của chúng tôi, chúng tôi vui lòng yêu cầu bạn đưa dòng sau vào phần ghi nhận trong bản thảo của bạn:
Nghiên cứu này đã nhận được tài trợ một phần từ Tài trợ hỗ trợ toàn diện của Trung tâm Ung thư UNM NCI P30CA118100 và sử dụng Tài nguyên chia sẻ bộ gen phân tích và dịch mã.
Tài nguyên bộ gen phân tích và dịch mã vẫn cập nhật các thử nghiệm và công nghệ mới nhất để giải quyết các câu hỏi nghiên cứu khác nhau. Nếu có một ứng dụng mà bạn quan tâm nhưng không thể tìm thấy trên trang web này, vui lòng hỏi.
Trọng tâm chính của ATG là cung cấp công nghệ giải trình tự tiên tiến để hỗ trợ các nhà nghiên cứu tìm hiểu các điều kiện sinh học. Các dịch vụ của chúng tôi bao gồm các xét nghiệm bộ gen không gian và tế bào đơn, RNA-seq số lượng lớn, Giải trình tự toàn bộ bộ gen, giải trình tự bảng gen mục tiêu và các xét nghiệm trạng thái nhiễm sắc thể như ChIP-seq và ATAC-seq. Chúng tôi cũng cung cấp phân tích tin sinh học chuyên nghiệp. Tất cả các giảng viên tại UNM và các tổ chức liên kết của nó đều có thể truy cập được Tài nguyên chia sẻ ATG. Chúng tôi đặc biệt khuyến khích các nhà điều tra liên hệ với chúng tôi để khám phá cách chúng tôi có thể hỗ trợ nghiên cứu của họ và xác định các xét nghiệm phù hợp nhất để đáp ứng mục tiêu của họ.
Bộ gen không gian kiểm tra bản phiên mã trong bối cảnh cấu trúc 3D của mô. Các xét nghiệm 10X Visium, Visium HD và Xenium tại chỗ có thể xác định chính xác vị trí của các bản phiên mã trong các mô và tế bào đơn lẻ. Điều này cho phép phân tích biểu hiện gen liên quan đến các tế bào lân cận, tạo điều kiện hiểu biết sâu hơn về cấu trúc con, giao tiếp giữa các tế bào và mạng lưới.
Xét nghiệm đơn bào cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá bản phiên mã và biểu sinh ở cấp độ tế bào riêng lẻ. ATG sử dụng nền tảng Genom Genomics 10x để cung cấp giải trình tự tế bào đơn hiện đại. Nhiều xét nghiệm khác nhau có thể được kết hợp theo phương pháp đa omic, cho phép phân tích một mẫu theo nhiều cách khác nhau. Vật liệu nguồn có thể bao gồm các tế bào sống, các hạt nhân biệt lập hoặc các mẫu cố định. Việc sử dụng các mẫu cố định cho phép đưa vào các tài liệu được lưu trữ.
Hồ sơ tế bào miễn dịch liên quan đến việc phân tích sự đa dạng của tế bào miễn dịch, có thể được kết hợp với các xét nghiệm phiên mã.
Bộ gen số lượng lớn đề cập đến các dự án giải trình tự phân tích toàn bộ mẫu và không bắt buộc phải phân tích các ô đơn lẻ hoặc thông tin không gian. Một số ví dụ về các kỹ thuật này là RNA-seq, ChIP-seq, Giải trình tự toàn bộ exome (WES) và Giải trình tự toàn bộ bộ gen (WGS).
Trình tự đọc dài cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra việc sử dụng isoform trong một mẫu. Mặc dù chúng tôi không có trình sắp xếp trình tự đọc dài nhưng chúng tôi có thể cung cấp một số độ dài đọc không hạn chế (độ dài tối đa > 4Mb) bằng cách sử dụng MinION từ Nanopore Technologies.
Phân tích dữ liệu tin sinh học: Nhân viên Tài nguyên chia sẻ ATG sử dụng các kỹ thuật phân tích dữ liệu nâng cao để kiểm tra dữ liệu biểu hiện gen và kiểu gen. Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp cho người dùng những số liệu chất lượng cao phù hợp để xuất bản trong các bài báo hoặc đơn xin trợ cấp của họ. Hiện tại, chúng tôi sử dụng các gói phần mềm R/Bioconductor để phân tích các tập dữ liệu phong phú và phức tạp được tạo ra bởi các kỹ thuật gen.
ATG có thể sắp xếp các loại sau:
- Phát hiện đột biến hoặc biến thể gen. Điều này có thể liên quan đến việc đánh giá mức độ đột biến gen trong khối u, phân tích các biến thể di truyền cụ thể trong một bệnh ung thư hoặc bệnh cụ thể hoặc đánh giá cách tế bào phản ứng với tổn thương DNA sau chấn thương hoặc điều trị. Thông thường, điều này đạt được bằng cách sử dụng trình tự bảng gen mục tiêu để phân tích các gen liên quan đến ung thư hoặc một số bệnh nhất định.
- Nghiên cứu biểu hiện gen. Lập hồ sơ phiên mã của các tế bào, mô, chất hữu cơ hoặc mẫu bệnh nhân, ở dạng tế bào riêng lẻ hoặc với số lượng lớn hơn.
- Một loạt các xét nghiệm phân tích trạng thái nhiễm sắc, từ các nghiên cứu methyl hóa DNA đến xét nghiệm ATAC đến ChIP-seq, đều có sẵn.
- Nghiên cứu RNA không mã hóa chẳng hạn như ncRNA, lincRNA và miRNA.
Vui lòng liên hệ với Kel Cook (kelcook@salud.unm.edu) hoặc Kathryn Brayer (kbrayer@salud.unm.edu) để đặt lịch tư vấn.
sử dụng ATG iLab để thanh toán.
Đối với các câu hỏi liên quan đến iLabs hoặc thiết lập tài khoản/PR để sử dụng trong tài nguyên được chia sẻ, xin vui lòng gửi email cho Mary Sherman hoặc gọi 505-272-4539.
Dụng cụ gen
Trình sắp xếp trình tự G4
- Trình sắp xếp kết thúc ghép nối linh hoạt và nhanh chóng
- Có khả năng tạo ra tới 1.6 tỷ lượt đọc 2 x 150 bp trong 24 giờ
- Có thể được cấu hình cho nhiều độ dài đọc khác nhau
- Tương thích với hầu hết các thư viện có thể được giải trình tự trên các thiết bị Illumina.
Để biết thêm thông tin: https://singulargenomics.com/g4/
Bộ gen 10x Crom iX
- Phân chia tế bào hoặc nhân để giải trình tự tế bào đơn
- Thu giữ RNA, protein và/hoặc chất nhiễm sắc
- Xét nghiệm biểu hiện gen, tiết mục tế bào miễn dịch, khả năng tiếp cận chất nhiễm sắc, nhiễu loạn CRISPR
- Đầu vào thay đổi tùy theo xét nghiệm, nhưng bao gồm huyền phù tế bào sống, nhân, tế bào cố định, mô đông lạnh và khối FFPE. Xét nghiệm bất khả tri về loài có sẵn
Để biết thêm thông tin: https://www.10xgenomics.com/instruments/chromium-x-series
Máy phân tích Xenium genomics 10x
- Nền tảng hình ảnh phiên mã không gian
- Độ phân giải dưới tế bào
- Có khả năng thu giữ tới 5,000 gen
- Nhiều bảng gen được thiết kế sẵn có thể được tùy chỉnh thêm (https://www.10xgenomics.com/products/xenium-panels)
Để biết thêm thông tin: https://www.10xgenomics.com/platforms/xenium
Công cụ hỗ trợ gen 10x
- Tạo điều kiện thuận lợi cho các thử nghiệm phiên mã không gian Visium và Visium HD
- Bắt đầu từ các khối FFPE hoặc FFPE cắt sẵn và các phần đông lạnh mới
- Tương thích với các phần nhuộm màu H&E hoặc miễn dịch huỳnh quang
Để biết thêm thông tin: https://www.10xgenomics.com/instruments/visium-cytassist
- Máy phân tích sinh học Agilent: Phân tích chất lượng/số lượng DNA và RNA bằng cách sử dụng đầu vào tối thiểu. (https://www.agilent.com/en/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument)
- Máy đo huỳnh quang Qubit II: Định lượng DNA và RNA.
- Nữ bá tước Invitrogen II FL: Đếm tế bào và định lượng tỷ lệ tế bào sống trong một mẫu.
- Miltenyi Biotec Bộ phân ly MACS Octo nhẹ nhàng với bộ gia nhiệt: Phân tách các mẫu mô trước khi giải trình tự tế bào đơn.
- Qiagen EZ2: Tách chiết DNA và RNA tự động.
Các công cụ chọn lọc có sẵn để các thành viên có trình độ và được đào tạo của cộng đồng UNM sử dụng. Các công cụ dùng chung có sẵn trong giờ làm việc bình thường và vào những thời điểm khác theo sự sắp xếp đặc biệt. Vui lòng liên hệ với nhân viên Cơ sở ATG để biết thêm thông tin về các xét nghiệm và giá cả.
Câu hỏi thường gặp về ATG
Đây là những hướng dẫn dành cho các nhà nghiên cứu đang dự tính sử dụng các dịch vụ Giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) từ Tài nguyên được chia sẻ ATG. Tất cả các nhà nghiên cứu được khuyến khích tham khảo ý kiến của nhân viên ATG trước khi bắt đầu chuẩn bị hoặc phân tích mẫu. Chúng tôi có thể hỗ trợ thiết kế thử nghiệm và nếu cần thiết, bạn có thể liên hệ với các nhà thống kê sinh học chuyên nghiệp, những người có thể giúp thiết kế thử nghiệm. Điều rất quan trọng là phải xem xét thiết kế thí nghiệm trước khi bắt đầu các thí nghiệm NGS, điều này có thể khá tốn kém.
RNA-seq số lượng lớn có thể được thực hiện thành công với lượng RNA tối thiểu, chỉ bằng 1ng mRNA. ATG kiểm tra tính toàn vẹn của chúng (RIN) khi nhận RNA bằng Máy phân tích sinh học Agilent. Đầu vào được đề xuất cho RNA-seq là 150 ng RNA tổng số đối với RNA chất lượng cao và 250 ng đối với RNA bị thoái hóa (ví dụ: RNA FFPE). Sau đó, các RNA được tách rời ribode để loại bỏ rRNA không mong muốn, chiếm ~90% RNA trong tế bào.
Các thí nghiệm NGS có thể tốn kém và chi phí khác nhau tùy thuộc vào xét nghiệm được đề cập. Ngoài ra, tổng chi phí phụ thuộc vào bộ công cụ được sử dụng để xây dựng thư viện và độ sâu trình tự cần thiết. Vui lòng liên hệ với nhân viên để biết thêm thông tin và nhận báo giá.
Các xét nghiệm NGS tạo ra các tập dữ liệu phức tạp, rộng lớn chứa lượng thông tin khổng lồ nhưng cũng có thể khó phân tích. Tài nguyên chia sẻ ATG cung cấp cấp độ phân tích đầu tiên, bao gồm phân tích các tham số kiểm soát chất lượng, căn chỉnh các lần đọc cho phù hợp với bộ gen, xác định các biến thể trình tự hoặc số lượng tính năng, nếu phù hợp.
ATG Shared Resource có một nhóm các chuyên gia tin sinh học sẽ thực hiện phân tích dữ liệu ban đầu cũng như quản lý và sao lưu dữ liệu. Họ có thể thực hiện hầu hết các loại phân tích đơn giản nhất (ví dụ biểu hiện gen từ RNA-seq). Phân tích sâu hơn, chẳng hạn như kết quả tương quan với thông tin bệnh nhân, nên được thực hiện với đầu vào từ Tài nguyên chia sẻ tin sinh học hoặc Tài nguyên chia sẻ thống kê sinh học. Nhân viên ATG có thể giúp thiết lập sự tương tác với các chuyên gia thích hợp, những người nên tham gia ngay từ đầu để trợ giúp thiết kế thử nghiệm và kiểm soát chất lượng. Vui lòng thảo luận về nhu cầu phân tích của bạn với các nhân viên.
Xác minh là một phần không thể thiếu của mỗi thử nghiệm NGS và các yêu cầu khác nhau tùy thuộc vào loại thử nghiệm. Vui lòng liên hệ với nhân viên ATG để thảo luận về các lựa chọn xác minh kết quả NGS.
Giám đốc cơ sở, Viswanathan Palanisamy, Ph.D., có thể cung cấp thư hỗ trợ và lời khuyên về việc mô tả Tài nguyên chung ATG và các thử nghiệm NGS tiềm năng trong các đơn xin trợ cấp. Tiến sĩ Palanisamy đã phục vụ trong nhiều bộ phận nghiên cứu của NIH, ACS và DOD và đã xem xét nhiều đơn xin tài trợ, bao gồm cả các thí nghiệm NGS. Các khoản tài trợ do chính ông tài trợ có chứa các thí nghiệm NGS trong đó. Anh ấy có thể giúp viết các phần tài trợ của bạn liên quan đến các thí nghiệm NGS và chỉ ra những cạm bẫy tiềm ẩn cũng như những điều cần tránh.
Cách dễ nhất để chỉ trích một thử nghiệm NGS là mô tả nó như một cuộc thám hiểm câu cá. Dưới đây là một số điều bạn chắc chắn nên tránh.
- Đừng đề xuất mô tả đặc điểm của các gen mà bạn chưa xác định được. Nếu không có dữ liệu sơ bộ, bạn sẽ không biết mình sẽ tìm thấy những gen nào hoặc bao nhiêu gen. Tuy nhiên, số lượng của chúng có thể lên tới hàng trăm. Đơn giản chỉ cần nói rằng bạn sẽ chọn một số gen thú vị để nghiên cứu là cách nhanh chóng để bạn bị điểm kém trong khoản trợ cấp của mình. Nếu có thể, thí nghiệm của bạn nên kiểm tra một giả thuyết. Ví dụ, bạn có thể đưa ra giả thuyết rằng một số gen nhất định (ví dụ như gen apoptosis) sẽ được tạo ra. Sau đó, bạn có thể đề xuất sử dụng xét nghiệm NGS để kiểm tra điều đó (và đề xuất PCR thời gian thực như một phương pháp dự phòng). Bằng cách đó, bạn có thể kiểm tra một giả thuyết, đề xuất các kết quả mong đợi và các biện pháp kiểm soát (ví dụ: các gen sẽ tăng và giảm), đây là cách tốt hơn nhiều để thực hiện thí nghiệm NGS (hoặc bất kỳ thí nghiệm nào khác). Đơn giản chỉ đi tìm gen là một cách tiếp cận tồi và luôn thu hút sự phản đối của ủy ban xét duyệt.
- Đơn giản chỉ cần nói rằng bạn sẽ sử dụng một số chương trình phần mềm để phân tích dữ liệu hoặc nhóm các gen thành các con đường cũng sẽ khiến bạn gặp rắc rối. Dữ liệu NGS có thể cực kỳ phức tạp và sẽ yêu cầu các phương pháp thống kê để phân tích. Dữ liệu về lộ trình được biết đến là không đầy đủ. Dù sao đi nữa, hầu hết các gen đều không nằm trong con đường này. Bạn sẽ cần một cách tiếp cận được lên kế hoạch tốt để phân tích dữ liệu. Bạn nên có cách để biết liệu thí nghiệm có thành công hay không (ví dụ: các gen gây chết tế bào dự kiến có được kích hoạt không?).
- Thử nghiệm NGS không nên chỉ là một đoạn văn ở cuối một trong những mục tiêu của bạn. Dù bạn làm gì, tuyệt đối không thêm thử nghiệm NGS vào cuối đơn xin tài trợ như một việc mà bạn "cũng sẽ làm". Các thí nghiệm NGS rất lớn, tốn kém và phức tạp và chúng không thể được thực hiện như một suy nghĩ sau. Nhiều, rất nhiều khoản tài trợ có mô tả một đoạn về thí nghiệm NGS mà các nhà nghiên cứu cũng sẽ thực hiện. Đó là một cột thu lôi cho những lời chỉ trích từ các nhà phê bình.
- Nếu bạn đang tìm kiếm gen, bạn nên tìm kiếm chúng vì một lý do. Đừng chỉ đề xuất tìm kiếm các gen được điều chỉnh mà không đề xuất làm điều gì đó với chúng. Tìm kiếm các gen di chuyển lên và xuống không phải là một mục tiêu đủ quan trọng. Bạn cần phải tìm kiếm các gen với mục đích nào đó trong đầu (ví dụ: một số giả thuyết cần được kiểm tra).