Oxford Nanopore Technologies - Oxford Nanopore Technologies

Oxford Nanopore Technologies
PrůmyslNanopore sekvenování
Založený2005 (2005)
Zakladatel
Hlavní sídlo
Oxford Science Park, Oxford
,
Spojené království
Klíčoví lidé
  • Hagan Bayley [1]
  • Clive G. Brown (CTO)
  • Jim McDonald (finanční ředitel)
  • John Milton (CSO)
  • Gordon Sanghera (generální ředitel)
  • Spike Willcocks (VP)
webová stránkananoporetech.com

Oxford Nanopore Technologies Limited má sídlo ve Velké Británii společnost který vyvíjí a prodává nanopore sekvenování produkty (včetně přenosného řadiče DNA, MinION) pro přímou elektronickou analýzu jednotlivé molekuly.[2][3][4]

Dějiny

Společnost byla založena v roce 2005 jako spin-out z University of Oxford podle Hagan Bayley Gordon Sanghera a Spike Willcocks s počáteční financování z Skupina IP.[5][6] Od roku 2014 společnost získala investice přes 250 milionů £.[5]

produkty

Pohled shora na uzavřený řadič Oxford Nanopore Technologies MinION, který ukazuje, jak je dostatečně malý na to, aby byl držen v jedné ruce

Hlavními produkty Oxford Nanopore jsou:

  • Oblíbenec:[3][7][8] toto přenosné zařízení USB pro sekvenování proteinových nanoporů je komerčně dostupné od května 2015[9] poté, co byl původně spuštěn prostřednictvím programu včasného přístupu, programu přístupu MINION (MAP).[10] Úvodník popisuje rychlé tempo vývoje během MAP: „Měli jsme tři změny pórů ... šest změn chemie a zdánlivě každých několik týdnů aktualizaci softwaru.“. Publikace z tohoto programu uvádějí jeho použití při rychlé identifikaci virových patogenů,[11] monitorování eboly,[12] monitorování životního prostředí,[13] monitorování bezpečnosti potravin,[14] monitorování rezistence na antibiotika,[15] analýza strukturních variant u rakoviny,[16] haplotypizace,[17] analýza fetální DNA,[18][19] a další aplikace.[20] Publikace uvádějí rychlost čtení 90 nukleotidů za sekundu na nanopór[21] s chybovostí 30% během rané fáze jeho vydání kolem roku 2014.[22] S nejnovějším vydáním R9 v roce 2016 byla míra hrubých chyb snížena na 2–13% u různých typů sekvenování DNA („1D“ vs. „2D“, popsáno níže).[23][24][25][26] V říjnu 2016 byla vydána verze R9.4 běžící na 450 bázích za sekundu na nanopór pro 10 Gb data za MinION Flow Cell.[27] V poslední době byl vyvinut pór R10 a s jinou aperturou, má různé charakteristiky čtení, časná data z ONT ukazují, že póry R10 mohou překonat sekvence homopolymeru.[28]
  • GridION X5: toto stolní zařízení je komerčně dostupné od března 2017.[29] Zařízení zpracovává až pět průtokových buněk MinION a umožňuje generování až 100 Gb dat za běh.[30]
  • PromethION: toto stolní zařízení s vysokou propustností bude k dispozici prostřednictvím přístupového programu[31] která byla otevřena pro registraci v červenci 2015. Zařízení obsahuje kanály pro 144 000 nanopórů (ve srovnání s 512 MinION).[32]
  • VolTRAX: toto zařízení, které je v současné době ve vývoji, je navrženo pro automatizovanou přípravu vzorků, takže uživatelé ke spuštění zařízení nepotřebují laboratoř nebo laboratorní dovednosti.[33] Registrace programu předčasného přístupu byla zahájena v říjnu 2016.[34]
  • Metrichor: tato spinoutová společnost z Oxford Nanopore byla založena za účelem poskytování komplexních řešení biologických analýz pomocí technologií snímání nanoporů.[35][36]
  • SmidgION: řadič mobilních telefonů oznámeno v květnu 2016, v současné době ve vývoji.[37]

Tyto produkty jsou určeny k použití pro analýzu DNA, RNA, bílkoviny a malé molekuly s řadou aplikací v personalizovaná medicína, věda o plodinách a vědecký výzkum.[3][38]

V říjnu 2016 bylo odesláno více než 3000 minionů.[39] PromethION se začal dodávat s předčasným přístupem.[27] V příspěvku publikovaném v listopadu 2014 jeden z účastníků MAP napsal: „The MinION je vzrušujícím krokem v novém směru sekvenování jedné molekuly, i když bude vyžadovat dramatický pokles chybovosti, než splní svůj slib.“ .[3] V srpnu 2016 bioinformatik Jared Simpson poznamenal, že 99,96% přesnost konsensu byla vygenerována pomocí nástroje nanopolish poté, co byla vylepšena surová přesnost novým nanopórem R9.[40]

V červenci 2015 zveřejnila skupina zabývající se sekvenováním chřipkového genomu v nanopore a poznamenala: „Byl získán kompletní genom viru chřipky, který sdílel více než 99% identitu se sekvenčními údaji získanými z Illumina Miseq a tradičním Sangerovým sekvenováním. Laboratorní infrastruktura a výpočetní prostředky použité k provedení tohoto experimentu na nanopórovém sekvenceru MinION budou k dispozici ve většině molekulárních laboratoří po celém světě. Díky tomuto systému je nyní koncept přenositelnosti, a tedy sekvencování chřipkových virů na klinice nebo v terénu, udržitelný. “V příspěvku a v doprovodném [41] publikováno v říjnu 2015,[42] skupina uživatelů MinION napsala: „V době psaní tohoto článku se objevilo asi tucet zpráv, které vyprávějí užitečnost MinION pro sekvenování virových, bakteriálních a eukaryotických genomů de novo.“

V březnu 2016 společnost oznámila upgrade chemie na „R9“ s využitím proteinového nanopóru CsgG ve spolupráci s laboratoří Han Remaut (VIB /Vrije Universiteit Brussel ).[43] Společnost ve webovém vysílání uvedla, že R9 je navržen tak, aby zlepšil chybovost a výtěžnost.[44] Na konci května 2016 byl spuštěn nanopór R9 a uživatelé ohlásili vysokou úroveň výkonu u upgradovaných průtokových buněk.[23] První zprávy o sociálních médiích uvádějí vysokou úroveň přesnosti „1D“ (sekvenování jednoho řetězce duplexní DNA),[24] '2D' přesnost (řazení jak šablony, tak řetězce doplňku)[25] a sestavená přesnost.[26]

Internet živých věcí

Oxford Nanopore pracoval na vytvoření konceptu „internetu živých věcí“, původně koncipovaného jako „internet DNA“ David Haussler, bioinformatik se sídlem v UC Santa Cruz.[Citace je zapotřebí ] V článku Wired v roce 2015 Clive Brown, technický ředitel společnosti Oxford Nanopore, uvedl, že „budoucí zařízení pro snímání nanoporů spojená s analýzami založenými na cloudu mohou běžet kdekoli a kdekoli.“.[35]

Koncept internetu živých věcí byl zmíněn v dokumentu z roku 2015 od Yaniv Erlich[Citace je zapotřebí ] popisující budoucnost všudypřítomné genomiky. Erlich poznamenal, že „více zařízení by mohlo těžit z integrace se sekvenčními senzory, včetně klimatizace nebo hlavního přívodu vody ke sledování škodlivých patogenů. To nejlepší ze všech integrací však mohou nabídnout toalety.“ “[45] U aplikací souvisejících se zdravím poznamenal, že „rychlé sekvenování na letištních kontrolních stanovištích může být užitečné pro kontrolu propuknutí patogenů a pro poskytnutí lékařské pomoci postiženým cestujícím. Podobně přenosný sekvencer umožní lékařům poskytovat přesnější diagnózy v terénu během humanitárních krizí nebo v kliniku, aniž byste museli ztrácet čas posíláním vzorků do laboratoře. “

Mise Mezinárodní vesmírné stanice

Americký astronaut Kate Rubins se sekvencerem MINION na ISS v srpnu 2016.

V červenci 2016 byl na devátou misi služeb doplňování zásob komerčního nákladu NASA / SpaceX do Mezinárodní vesmírná stanice.[46] Cílem mise je poskytnout důkaz koncepce funkčnosti MinION v prostředí mikrogravitace a poté prozkoumat další využití na palubě. Bylo navrženo, že schopnost provádět sekvenování DNA ve vesmíru umožní sledování změn mikrobů v prostředí nebo lidí v reakci na vesmírné lety a možná pomůže při detekci života založeného na DNA kdekoli ve vesmíru.[47]

Během mise členové posádky ISS úspěšně sekvenovali DNA z bakterií, bakteriofágů a hlodavců ze vzorků připravených na Zemi.[48] Vědci na Zemi provedli synchronní pozemní kontroly, aby vyhodnotili, jak dobře funguje MINION v obtížných podmínkách. Udržování zařízení MinION jakožto výzkumného zařízení na vesmírné stanici má navíc potenciál podporovat řadu dalších vědeckých výzkumů, z nichž každý může mít aplikace založené na Zemi.[49]

Reference

  1. ^ „BAYLEY, prof. (John) Hagan (Pryce)“. Kdo je kdo. ukwhoswho.com. 2015 (online vydání prostřednictvím Oxford University Press vyd.). A & C Black, otisk Bloomsbury Publishing plc. (předplatné nebo Členství ve veřejné knihovně ve Velké Británii Požadované) (vyžadováno předplatné)
  2. ^ Eisenstein, M. (2012). „Oznámení Oxford Nanopore nastavuje sektorové sekvence v ohrožení“. Přírodní biotechnologie. 30 (4): 295–6. doi:10.1038 / nbt0412-295. PMID  22491260. S2CID  205267199.
  3. ^ A b C d Mikheyev, A. S .; Tin, M. M. Y. (2014). "První pohled na Oxford Nanopore MinION sekvencer". Zdroje molekulární ekologie. 14 (6): 1097–102. doi:10.1111/1755-0998.12324. PMID  25187008. S2CID  3674911.
  4. ^ Loman, N.J .; Quinlan, A. R. (2014). „Poretools: A toolkit for analyzing nanopore sequence data“. Bioinformatika. 30 (23): 3399–401. doi:10.1093 / bioinformatika / btu555. PMC  4296151. PMID  25143291.
  5. ^ A b "Historie společnosti". Oxford Nanopore Technologies.
  6. ^ „Sekvenování DNA: Příběh díry“. Ekonom. Londýn. 16. října 2008. Citováno 19. října 2014.
  7. ^ Podívejte se na Hayden, E. (2014). "Data z kapesního genomového sekvenceru odhalena". Příroda. doi:10.1038 / příroda.2014.14724.
  8. ^ Podívejte se na Hayden, E. (2015). „Sekvencer DNA velikosti Pint zapůsobí na první uživatele“. Příroda. 521 (7550): 15–6. Bibcode:2015Natur.521 ... 15C. doi:10.1038 / 521015a. PMID  25951262.
  9. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 21. listopadu 2015. Citováno 20. listopadu 2015.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  10. ^ Loman, Nicholas J; Watson, Mick (2015). Msgstr "Úspěšné spuštění testu pro sekvenování nanopórů". Přírodní metody. 12 (4): 303–304. doi:10.1038 / nmeth.3327. ISSN  1548-7091. PMID  25825834. S2CID  5604121.
  11. ^ Greninger, Alexander L .; Naccache, Samia N .; Federman, Skot; Yu, Guixia; Mbala, Placide; Bres, Vanessa; Stryke, Doug; Kytice, Jerome; Somasekar, Sneha; Linnen, Jeffrey M .; Dodd, Roger; Mulembakani, předseda vlády; Schneider, Bradley S .; Muyembe-Tamfum, Jean-Jacques; Stramer, Susan L .; Chiu, Charles Y. (2015). „Rychlá metagenomická identifikace virových patogenů v klinických vzorcích sekvenční analýzou nanopórů v reálném čase“. Genomová medicína. 7 (1): 99. doi:10.1186 / s13073-015-0220-9. ISSN  1756-994X. PMC  4587849. PMID  26416663.
  12. ^ Nick Loman (15. května 2015). „Jak malý batoh pro rychlé genomové sekvenování pomáhá v boji proti ebole“. Konverzace.
  13. ^ „TGAC využívá první laboratoř přenosného sekvenování DNA'". EurekAlert!. 19. března 2015.
  14. ^ [1][mrtvý odkaz ]
  15. ^ "Typizace kmene v reálném čase a analýza potenciálu rezistence na antibiotika pomocí sekvenování Nanopore MinION". bioRxiv  10.1101/019356.
  16. ^ Norris, Alexis L .; Workman, Rachael E .; Fan, Yunfan; Eshleman, James R .; Timp, Winston (2016). „Nanopore sekvenování detekuje strukturní varianty rakoviny“. Biologie a terapie rakoviny. 17 (3): 1–8. doi:10.1080/15384047.2016.1139236. ISSN  1538-4047. PMC  4848001. PMID  26787508.
  17. ^ Ammar, Ron; Paton, Tara A .; Torti, Dax; Shlien, Adam; Bader, Gary D. (2015). "Sekvenování nanopórů s dlouhým čtením pro detekci variant a haplotypů HLA a CYP2D6". F1000Výzkum. 4: 17. doi:10.12688 / F1000Research.6037.2. ISSN  2046-1402. PMC  4392832. PMID  25901276.
  18. ^ Cheng, S. H .; Jiang, P .; Sun, K .; Cheng, Y. K. Y .; Chan, K. C. A .; Leung, T. Y .; Chiu, R. W. K .; Lo, Y. M. D. (2015). „Neinvazivní prenatální testování nanoporovým sekvenováním DNA mateřské plazmy: posouzení proveditelnosti“. Klinická chemie. 61 (10): 1305–1306. doi:10.1373 / clinchem.2015.245076. ISSN  0009-9147. PMID  26286915.
  19. ^ Wei, S .; Williams, Z. (2015). „Rychlé sekvenování krátkého čtení a detekce aneuploidie pomocí technologie MinION Nanopore“. Genetika. 202 (1): 37–44. doi:10.1534 / genetika.115.182311. ISSN  0016-6731. PMC  4701100. PMID  26500254.
  20. ^ „Publikace a další z komunity MAP“. Archivovány od originál dne 26. června 2015.
  21. ^ „Nanopóry umožňují přímé sekvenování RNA a modifikovaných RNA nukleotidů“.[trvalý mrtvý odkaz ]
  22. ^ "Bakteriální a virová identifikace a diferenciace sekvenováním amplikonu na nanopore sekvenci MinION".[trvalý mrtvý odkaz ]
  23. ^ A b "Rychlé vydání dat Nanopore R9 · Loman Labs". lab.loman.net. Citováno 17. srpna 2016.
  24. ^ A b „justin ogrady na Twitteru“. Citováno 17. srpna 2016.
  25. ^ A b „Graveley Lab na Twitteru“. Citováno 17. srpna 2016.
  26. ^ A b „Jared Simpson na Twitteru“. Citováno 17. srpna 2016.
  27. ^ A b „Hlavní body technické aktualizace Clive G Browna“. nanoporetech.com. Citováno 17. října 2016.
  28. ^ "R10 póry".
  29. ^ „Oxford Nanopore uvádí na trh GridIon X5 Nanopore Sequencer, podrobnosti o vylepšeních produktu“. GenomeWeb. Citováno 6. července 2017.
  30. ^ „GridION X5“. nanoporetech.com. Citováno 6. července 2017.
  31. ^ „Komunita - Oxford Nanopore Technologies“. Archivovány od originál dne 27. června 2015. Citováno 17. června 2015.
  32. ^ „Specifikace - Komunita - Oxford Nanopore Technologies“. Archivovány od originál dne 1. června 2016. Citováno 20. listopadu 2015.
  33. ^ „Oxford Nanopore CTO Clive Brown's Talk at London Calling: MinION ASIC, volTRAX, promethION“. Další Gen Seek.
  34. ^ „VolTRAX“. nanoporetech.com. Citováno 17. října 2016.
  35. ^ A b „Oxford Nanopore: chceme vytvořit internet živých věcí“. Wired UK.
  36. ^ "Metrichor". metrichor.com. Citováno 17. srpna 2016.
  37. ^ „SmidgION - Produkty a služby - Oxford Nanopore Technologies“. www2.nanoporetech.com. Archivovány od originál dne 23. srpna 2016. Citováno 17. srpna 2016.
  38. ^ Podívejte se na Hayden, Erika (2012). "Nanopore genomový sekvencer debutuje". Příroda. doi:10.1038 / příroda.2012.10051. ISSN  1744-7933.
  39. ^ „Antonio Regalado na Twitteru“. Cvrlikání. Citováno 17. října 2016.
  40. ^ „Podpora dat R9 v nanopolish · Simpson Lab Blog“. simpsonlab.github.io. Citováno 17. října 2016.
  41. ^ „Rušivý řadič se setkává s rušivým publikováním - F1000Research“.
  42. ^ „Mini DNA sekvencer testy pravdivé“. EMBL.
  43. ^ „VIB oznamuje spolupráci s Oxford Nanopore Technologies na novém nanopore pro sekvenování DNA“. Citováno 9. května 2016.
  44. ^ „Ne, díky, už mám. Citováno 9. května 2016.
  45. ^ Erlich, Yaniv (2015). „Vize všudypřítomného řazení“. Výzkum genomu. 25 (10): 1411–1416. doi:10,1101 / gr.191692.115. ISSN  1088-9051. PMC  4579324. PMID  26430149.
  46. ^ Ramsey, Sarah (21. června 2016). „Další spuštění komerčního nákladu SpaceX nyní ne dříve než 18. července“. Citováno 25. července 2016.
  47. ^ „Sekvenování DNA ve vesmíru - SpaceRef“. spaceref.com. Citováno 25. července 2016.
  48. ^ Rainey, Kristine (29. srpna 2016). „První sekvenování DNA ve vesmíru, herní měnič“. NASA. Citováno 17. října 2016.
  49. ^ McIntyre, Alexa B. R .; Rizzardi, Lindsay; Yu, Angela M .; Rosen, Gail L .; Alexander, Noah; Botkin, Douglas J .; John, Kristen K .; Castro-Wallace, Sarah L .; Burton, Aaron S. (10. prosince 2015). "Nanopore sekvenování v mikrogravitaci". bioRxiv  10.1101/032342.

externí odkazy