PerkinElmer NGS解決方案助力新冠病毒的測序研究
PerkinElmer NGS整體解決方案助力新冠病毒的測序研究
2019年底新型冠狀病毒引發(fā)的肺炎疫情在武漢出現(xiàn)，并向全國乃至全球蔓延。世界衛(wèi)生組織將這個新型冠狀病毒暫時命名為“2019-nCoV”。冠狀病毒是一個大型病毒家族，已知如中東呼吸綜合征(MERS)和嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)是2種高致病性冠狀病毒。冠狀病毒是具外套膜的正鏈單股RNA病毒，其特點是可以以自身為模板，指導(dǎo)合成病毒相關(guān)蛋白質(zhì)。病毒進入宿主細胞后，首先以病毒RNA為模板表達RNA聚合酶，隨后RNA聚合酶完成負鏈RNA的轉(zhuǎn)錄合成、各種結(jié)構(gòu)蛋白mRNA的合成，以及病毒基因組RNA的復(fù)制。新型冠狀病毒是以前從未在人體中發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒新毒株。隨著全球監(jiān)測和研究工作的深入，可能會發(fā)現(xiàn)更多種類的冠狀病毒。
通過高通量NGS測序可以協(xié)助病毒溯源，監(jiān)控病毒變異，掌握病毒的發(fā)展方向，也可以為抗病毒藥物研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。為了弄清新型冠狀病毒的起源，中國研究人員對9例住院患者的樣本進行高通量測序，獲得了完整和部分的2019-nCoV基因組序列。他們發(fā)現(xiàn)，這種新型冠狀病毒在遺傳學(xué)上與SARS和MERS冠狀病毒不同，但與兩種蝙蝠來源的冠狀病毒密切相關(guān)。新病毒可能是最近才出現(xiàn)的，并采用與SARS相同的分子通道進入人體[1]。
珀金埃爾默具有完整的NGS解決方案，產(chǎn)品涵蓋樣品收集、核酸提取、核酸質(zhì)控、NGS自動化文庫構(gòu)建工作站及NGS建庫試劑等幾個方面。利用珀金埃爾默公司的NGS產(chǎn)品，可以實現(xiàn)從樣品收集、提取、NGS建庫及文庫質(zhì)控的全流程解決方案。
PerkinElmer NGS全流程解決方案
1、病毒RNA提�。篊hemagen自動化核酸提取方案
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2、病毒RNA質(zhì)控及NGS文庫質(zhì)控：Labchip GX Touch
病毒RNA質(zhì)控：由于不同樣品之間病毒含量差異較大，不少樣品病毒量稀少，在NGS文庫構(gòu)建需要進行RNA質(zhì)控，了解RNA的提取質(zhì)量情況對下游實驗及數(shù)據(jù)分析等都有非常重要的意義。
我們創(chuàng)新的LabChip® GX Touch微流體技術(shù)提供了無與倫比的電泳分離效果。LabChip® RNA分析為大小介于100 至6000個核苷酸之間的RNA樣品提供了一種快速簡易的定量方法。利用RNA檢測實驗分析RNA樣品，通過自動化步驟來進行樣品定量和完整性分析，可以節(jié)省時間和金錢。LabChip的RNA分析能夠為用戶提供RNA濃度，以及核糖體RNA比值作為完整性檢測的指標(biāo)。RQS為一個介于0和10之間的質(zhì)量評分，其中“10”表示樣品完好無損。RQS與其它商業(yè)指標(biāo)的相關(guān)度極好。
圖示：RNA樣品的降解過程，強制性的對完整的RNA通過加熱一系列指定時間使之降解，以展示樣品的降解過程。
NGS文庫質(zhì)控：構(gòu)建好的NGS文庫，可以利用NGS 3K試劑盒進行NGS文庫的質(zhì)控。LabChip DNA NGS 3K實驗?zāi)軌蛱峁┳铎`敏的濃度檢測范圍(起始樣品濃度5-500pg/μL)，已遠遠超過其他的DNA熒光標(biāo)記技術(shù)。無論是何種應(yīng)用，LabChip DNA NGS 3K檢測都只需要很低的樣本量。這個實驗尤其適合有稀缺文庫樣本的質(zhì)控。
圖示：DNA NGS 3K實驗可達成的靈敏度。同一NGS文庫樣本進行6次3倍系列稀釋，實驗結(jié)果展示了LabChip DNA NGS 3K的靈敏度及檢測下限。數(shù)據(jù)結(jié)果由LabChip GX Touch儀器生成。
除了以上RNA質(zhì)控及高靈敏度的NGS 3k芯片試劑，Labchip可以在同一個平臺上完成高靈敏度DNA/RNA樣品分析、彌散性DNA樣本分析， 以及RNA和基因組DNA樣本的完整性分析，且每個樣品耗時可低至28秒。本系統(tǒng)既有最大批處理能力為24個樣品、幫助節(jié)約時間和試劑用量的型號LabChip GX Touch 24，又有適用于高通量實驗室的型號LabChip GX Touch HT，可達成384的處理能力。您可根據(jù)具體的應(yīng)用選擇適合的數(shù)據(jù)輸出：電泳峰圖、虛擬膠圖或數(shù)據(jù)表格。
3、NGS建庫自動化方案：自動化文庫構(gòu)建工作站
NGS建庫流程復(fù)雜，對液體處理精準(zhǔn)度要求高，利用自動化工作站進行NGS文庫構(gòu)建，具有流程標(biāo)準(zhǔn)化、樣品之間重復(fù)性好，精準(zhǔn)度好，通量高等特點。根據(jù)通量大小、自動化程度的不同，珀金埃爾默提供了多款自動化NGS文庫工作站供選擇。
Sciclone G3 NGSx iQ高通量自動化建庫工作站，通過整合協(xié)同工作， 自動化程度獲得極大提高： 一個Twister III五維機器人手臂、可存放27盒槍頭的儲板棧、高通量精準(zhǔn)移液的Sciclone G3 NGSx文庫制備工作站、內(nèi)嵌桌面式Inheco ODTC熱循環(huán)儀、直觀圖示化的用戶界面、經(jīng)PKI 專業(yè)開發(fā)驗證、兼容不同品牌供應(yīng)商建庫試劑盒的NGS自動化建庫程序，確保高質(zhì)量的DNA或RNA的NGS文庫構(gòu)建。大量已經(jīng) 驗證的NGS建庫程序，確保NGS文庫的快速制備。使用這套無人值守自動化建庫系統(tǒng)，您可以空出更多時間去做更具智力挑戰(zhàn)性的工作，分析實驗數(shù)據(jù)、設(shè)計您的下一個實驗方案等。
Sciclone G3 NGSx iQ HT 高通量自動化建庫工作站，基于Sciclone G3 NGSx iQ工作站做進一步升級，配備384通道移液頭，內(nèi)置抓扳手及外置Twister III五維機器人手臂、內(nèi)嵌桌面式Inheco ODTC熱循環(huán)儀。是目前市場上唯一 一款提供從核酸到文庫的微型化、標(biāo)準(zhǔn)化、測試應(yīng)用的儀器。反應(yīng)的微型化節(jié)約了寶貴的試劑，并允許研究人員以相同的成本運行更多的樣品。
Sciclone® G3 NGSx工作站是我們的高通量解決方案，適用于文庫制備、序列捕獲及樣品歸一化。該系統(tǒng)每周可制備多達480個文庫或192個外顯子組捕獲文庫，且靈活性極強，每輪能處理8到96個樣品。此外，Sciclone® G3 NGSx工作站的全封閉平臺設(shè)計，可使交叉污染降至更低水平。該系統(tǒng)在針對前PCR工作流程設(shè)計優(yōu)化之余，同樣適用于后PCR工作流程。
Zephyr® G3 NGS工作站是一個簡單易用的文庫制備系統(tǒng)，經(jīng)過專門的設(shè)計和預(yù)編程，可應(yīng)對新一代測序樣品制備工作流程中的后PCR步驟――磁珠純化、qPCR體系構(gòu)建、樣品歸一化、樣品混合（多重）實驗。同時也是追求性價比的中通量實驗室的前PCR建庫系統(tǒng)的好選擇。
JANUS G3 NGS Express(PLUS)工作站配備直觀的文庫制備應(yīng)用界面，可實現(xiàn)片段化文庫、擴增子、靶向捕獲等文庫制備及樣品歸一化。它是中低通量臺式測序系統(tǒng)的完美補充。
4、NGS建庫試劑：NextFlex 文庫構(gòu)建試劑盒
新型冠狀病毒是具外套膜的正鏈單股RNA病毒，利用NextFlex Directional RNA-seq kit 2.0 可以構(gòu)建鏈特異性RNA文庫，通過對病毒的測序來進行病毒變異、宿主溯源等深入研究。
珀金埃爾默提供了行業(yè)領(lǐng)先的二代測序文庫構(gòu)建試劑產(chǎn)品組合，包含DNA、RNA、Small建庫試劑，擴增子/探針雜交捕獲試劑以及建庫流程中使用到的接頭和純化磁珠。同時珀金埃爾默提供相應(yīng)的自動化試劑盒包裝，可以直接應(yīng)用于珀金埃爾默的NGS自動化文庫構(gòu)建工作站。
以上珀金埃爾默提供的NGS整體解決方案可以極大地提升新型冠狀病毒的研究效率，為科學(xué)家們更好地進行病毒溯源，掌握病毒變異，預(yù)測發(fā)展方向以及藥物研發(fā)提供有力保障。
參考文獻
[1] Lu R, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020 Jan; S0140-6736 (20): 30251-8.
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