Yksimolekyylinen reaaliaikainen sekvensointi

Pacific Biosciences (PacBio) kaupallisti SMRT-sekvensoinnin vuonna 2011 julkaistuaan beta-version RS-instrumentistaan loppuvuodesta 2010.

RS-ja RS-IIEdit

SMRT-solu RS-tai RS II-Sekvensserille

kaupallistamisvaiheessa lukupituudella oli normaalijakauma, jonka keskiarvo oli noin 1100 pesää. Vuoden 2012 alussa julkaistu uusi kemian pakki lisäsi sekvensserin lukupituutta; varhainen asiakas kemia mainittu keskimääräinen lukea pituudet 2500-2900 emäkset.

loppuvuodesta 2012 julkaistu XL chemistry kit nosti keskimääräisen lukupituuden yli 4300 emäkseen.

21.elokuuta 2013 PacBio julkaisi uuden DNA-polymeraasisidontapaketin P4. Tällä P4-entsyymillä on keskimäärin yli 4 300 emästä, kun se on yhdistetty C2-sekvensointikemiaan, ja yli 5 000 emästä, kun se on yhdistetty XL-kemiaan. Entsyymin tarkkuus on samanlainen kuin C2, saavuttaen QV50 välillä 30X ja 40x kattavuus. Tuloksena olevat P4-ominaisuudet tarjosivat laadukkaampia kokoonpanoja, joissa käytettiin vähemmän SMRT-soluja ja joissa oli parannettu muunnoskutsu. Kun siihen yhdistetään syöte-DNA: n koon valinta (käyttäen elektroforeesivälinettä, kuten Bluepippiiniä), saadaan keskimääräinen lukupituus yli 7 kilobaasilla.

lokakuun 3.päivänä 2013 PacBio julkaisi uuden Reagenssiyhdistelmän PacBio RS II: lle, P5-DNA-polymeraasin C3-kemialla (P5-C3). Yhdessä ne pidentävät lukujaksoja keskimäärin noin 8 500 emäseen, pisimpien lukujen ylittäessä 30 000 emästä. Läpimeno SMRT-solua kohti on noin 500 miljoonaa emästä, jotka osoitetaan chm1-solulinjan tulosten sekvensoinnilla.

15.lokakuuta 2014 PacBio ilmoitti julkaisevansa uuden kemian P6-C4 RS II – järjestelmälle, joka edustaa yhtiön 6. sukupolvea polymeraasia ja 4. sukupolven kemiaa, laajentaa keskimääräisen lukupituuden 10 000-15 000 emästä, pisimpien lukujen ylittäessä 40 000 emästä. Läpimenon uudella kemialla odotettiin olevan 500-1 miljardia emästä SMRT-kennoa kohden riippuen siitä, onko näyte sekvensoitu. Tämä oli lopullinen versio kemiasta, joka julkaistiin RS-instrumentille.

teknologian läpimenoon per koe vaikuttaa sekä sekvensoitujen DNA-molekyylien lukupituus että SMRT-solun multipleksin kokonaispituus. SMRT-solun prototyyppi sisälsi noin 3000 ZMW: n aukkoa, jotka mahdollistivat parallelioidun DNA-sekvensoinnin. Kaupallistamisen yhteydessä SMRT-solut kuvioitiin 150 000 ZMW: n reiällä, jotka luettiin kahdeksi 75 000 kappaleen sarjaksi. Huhtikuussa 2013 yhtiö julkaisi uuden version sekvensseristä nimeltään ”PacBio RS II”, joka käyttää kaikkia 150 000 ZMW-reikää samanaikaisesti, kaksinkertaistaen läpimenon per koe. Marraskuun 2013 suurin läpimenotila käytti P5-sidontaa, C3 kemiaa, BluePippin-koon valintaa ja PacBio RS II tuotti virallisesti 350 miljoonaa emästä SMRT-solua kohti, vaikka ihmisen de novo-tietokokonaisuus julkaistiin kemian keskiarvolla 500 miljoonaa emästä SMRT-solua kohti. Läpimenokyky vaihtelee sekvensoitavan näytteen tyypin mukaan. P6-C4: n käyttöönoton myötä SMRT-Kennon tyypillinen läpimeno kasvoi 500 miljoonasta emäsestä 1 miljardiin emäseen.

RS Performance
C1 C2 P4-XL P5-C3 P6-C4
Average read length bases 1100 2500 – 2900 4300 – 5000 8500 10,000 – 15,000
Throughput per SMRT Cell 30M – 40M 60M – 100M 250M – 300M 350M – 500M 500M – 1B

SequelEdit

Smrt Cell jatko-Sekvensserille

syyskuussa 2015 yhtiö ilmoitti lanseeraavansa uuden sekvensointivälineen, Sequel Systemin, joka nosti kapasiteetin 1 miljoonaan ZMW-reikään.

jatko-instrumentilla alkuperäiset lukupituudet olivat verrannollisia RS: ään, sitten myöhemmissä kemian julkaisuissa lisääntynyt lukupituus.

tammikuuta 2017 julkaistiin v2 chemistry. Se nosti keskimääräiset lukupituudet 10 000-18 000 emäkseen.

maaliskuuta 2018 julkaistiin the 2.1 chemistry. Se nosti keskimääräisen lukupituuden 20 000 emäseen ja puolet kaikista lukee yli 30 000 emäspituuden. Tuotto SMRT-solua kohti nousi 10 tai 20 miljardiin emäsrajaan, joko suurten inserttien kirjastojen tai lyhyempien inserttien (esim.amplicon) kirjastojen osalta.

Pipettikärki 8 metrin SMRT-kennossa

19.syyskuuta 2018 yhtiö ilmoitti jatko-osasta 6.0 kemia, jonka keskimääräinen lukupituus nousi 100 000: een perustukset lyhyemmille kirjastoille ja 30 000 pidemmille kirjastoille. SMRT-solujen tuotto kasvoi jopa 50 miljardiin lyhyemmän insertin kirjastojen perustaan.

Sequel Performance
V2 2,1 6.0
Keskimääräinen lukupituus emäkset 10 000 – 18 000 20 000 – 30 000 30 000 – 100 000
läpimeno SMRT – solua kohti 5B – 8B 10B – 20B 20B-50B

8m chipedit

huhtikuussa 2019 yhtiö julkaisi uuden SMRT-solun, jossa oli kahdeksan miljoonaa ZMW: tä, mikä lisäsi odotettua läpivirtaus SMRT-solua kohti kertoimella kahdeksan. Early access-asiakkaat raportoivat maaliskuussa 2019 yli 58 asiakkaan ajaman solun 250 GB: n raakatuoton solua kohti malleilla, joiden pituus on noin 15 kb, ja 67.4 GB: n tuoton solua kohti malleilla, jotka ovat painavampia molekyylejä. Järjestelmän suorituskyky raportoidaan nyt joko suurimolekyylipainoisina jatkuvina pitkinä lukuina tai esikorjattuina HiFi-lukuina (tunnetaan myös nimellä Circular Consensus Sequence (CCS)). Suurimolekyylipainoisissa lukemissa suurin piirtein puolet lukemista on pituudeltaan yli 50 kb.

Sequel II High-Molecular-Weight Performance
Early Access 1,0
läpimeno SMRT-solua kohti ~67,4 GB enintään 160 GB enintään 200 GB

hifi-suoritus sisältää korjatut emäkset, joiden laatu ylittää phred-pistemäärän Q20, käyttäen korjaukseen toistuvia AMPLIKONISYÖTTÖJÄ. Nämä vievät amplikonit jopa 20 kilon pituisiksi.

Sequel II HiFi Corrected Read Performance
Early Access 1.0 2.0
Raw reads per SMRT Cell ~250 GB Up to 360 GB Up to 500 GB
Corrected reads per SMRT Cell (>Q20) ~25 GB Up to 36 GB Up to 50 GB

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.