Jednocząsteczkowe sekwencjonowanie w czasie rzeczywistym

Pacific Biosciences (PacBio) skomercjalizowało sekwencjonowanie SMRT w 2011 roku, po wydaniu wersji beta swojego instrumentu RS pod koniec 2010 roku.

RS i RS II

Komórka SMRT dla sekwencera RS lub RS II

przy komercjalizacji długość odczytu miała rozkład normalny ze średnią ok.1100 baz. Nowy zestaw chemii wydany na początku 2012 roku zwiększył długość odczytu sekwencera; wczesny klient chemii cytowany średnia długość odczytu od 2500 do 2900 zasad.

wydany pod koniec 2012 roku XL chemistry kit zwiększył średnią długość odczytu do ponad 4300 baz.

w dniu 21 sierpnia 2013 r.PacBio wydał nowy zestaw wiążący polimerazę DNA P4. Ten enzym P4 ma średnią długość odczytu ponad 4300 zasad w połączeniu z chemią sekwencjonowania C2 i ponad 5000 zasad w połączeniu z chemią XL. Dokładność enzymu jest podobna do C2, osiągając qv50 między 30x a 40x pokryciem. Uzyskane w ten sposób atrybuty P4 zapewniały zespoły wyższej jakości przy użyciu mniejszej liczby komórek SMRT i z ulepszonym wywołaniem wariantu. W połączeniu z doborem wejściowego rozmiaru DNA (przy użyciu narzędzia do elektroforezy, takiego jak Blueppin) daje średnią długość odczytu powyżej 7 kilobaz.

w dniu 3 października 2013 r.PacBio wydał nową kombinację reagentów dla PacBio RS II, polimerazy DNA P5 z chemią C3 (P5-C3). Razem rozszerzają sekwencjonowanie długości odczytu do średnio około 8,500 zasad, z najdłuższymi odczytami przekraczającymi 30,000 zasad. Przepustowość na komórkę SMRT wynosi około 500 milionów zasad wykazanych przez sekwencjonowanie wyników z linii komórek CHM1.

w dniu 15 października 2014 r.Firma PacBio ogłosiła wydanie nowej chemii P6-C4 dla systemu RS II, który reprezentuje szóstą generację polimerazy i czwartą generację chemii, dodatkowo wydłuża średnią długość odczytu do 10 000-15 000 zasad, przy czym najdłuższe odczyty przekraczają 40 000 zasad. Spodziewano się, że przepustowość nowej chemii wyniesie od 500 milionów do 1 miliarda zasad na ogniwo SMRT, w zależności od sekwencjonowanej próbki. Była to ostateczna wersja chemistry wydana na instrument RS.

przepustowość na eksperyment dla technologii zależy zarówno od długości odczytu sekwencjonowanych cząsteczek DNA, jak i całkowitego multipleksu komórki SMRT. Prototyp komórki SMRT zawierał około 3000 otworów ZMW, które umożliwiały równoległe sekwencjonowanie DNA. Podczas komercjalizacji komórki SMRT były wzorowane na otworach 150,000 ZMW, które odczytano w dwóch zestawach po 75,000. W kwietniu 2013 roku firma wydała nową wersję sekwencera o nazwie „PacBio RS II”, która wykorzystuje jednocześnie wszystkie 150 000 otworów ZMW, podwajając przepustowość na eksperyment. Najwyższy tryb przepustowości w listopadzie 2013 r. wykorzystywał Wiązanie P5, chemię C3, wybór rozmiaru BluePippin i PacBio RS II oficjalnie dał 350 milionów zasad na komórkę SMRT, chociaż ludzki zestaw danych De novo wydany z chemią średnio 500 milionów zasad na komórkę SMRT. Przepustowość zależy od rodzaju sekwencjonowanej próbki. Wraz z wprowadzeniem chemii P6-C4 typowa przepustowość na ogniwo SMRT wzrosła do 500 milionów zasad do 1 miliarda zasad.

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

Komórka SMRT dla sekwencera sequela

we wrześniu 2015 roku firma ogłosiła wprowadzenie na rynek nowego instrumentu do sekwencjonowania, systemu Sequel, który zwiększył pojemność do 1 miliona otworów ZMW.

dzięki Sequel instrument początkowe długości odczytu były porównywalne z RS, następnie późniejsze wydania chemistry zwiększyły długość odczytu.

23 stycznia 2017 roku została wydana wersja V2 chemistry. Zwiększyła średnią długość odczytu do 10 000 do 18 000 baz.

8 marca 2018 roku została wydana wersja 2.1 chemistry. Zwiększył średnią długość odczytu do 20 000 baz i połowę wszystkich odczytów powyżej 30 000 baz. Wydajność na ogniwo SMRT wzrosła do 10 lub 20 miliardów baz, odpowiednio dla bibliotek o dużych wkładkach lub bibliotek o krótszych wkładkach (np. amplicon).

końcówka pipety w 8-milimetrowej komórce SMRT

19 września 2018 r.firma zapowiedziała Sequel 6.0 chemistry o średniej długości odczytu zwiększonej do 100 000 zasad dla bibliotek krótszych i 30 000 dla bibliotek dłuższych. Wydajność komórek SMRT wzrosła do 50 miliardów baz dla bibliotek o krótszych wkładkach.

V2 2.1 6.0
średnia długość odczytu baz 10 000 – 18 000 20 000 – 30 000 30 000 – 100 000
przepustowość na komórkę SMRT 5b – 8B 10B – 20B 20B – 50b

8m chipedit

w kwietniu 2019 roku firma wydała nową komórkę SMRT z ośmioma milionami ZMWS, zwiększając oczekiwaną przepustowość na komórkę smrt przez współczynnik 8. Klienci wczesnego dostępu w marcu 2019 r.poinformowali o przepustowości ponad 58 komórek uruchamianych przez klientów o 250 GB wydajności surowej na komórkę z szablonami o długości około 15 kb i 67,4 GB wydajności na komórkę z szablonami w cząsteczkach o większej masie. Wydajność systemu jest obecnie raportowana w ciągłych długich odczytach o dużej masie cząsteczkowej lub w wstępnie skorygowanych odczytach HiFi (znanych również jako Circular Consensus Sequence (CCS)). W przypadku odczytów o dużej masie cząsteczkowej około połowa wszystkich odczytów jest dłuższa niż 50 kb.

Sequel II high-Molecular-Weight Performance
wczesny dostęp 1,0 2,0
przepustowość na komórkę SMRT ~67.4 GB do 160 GB do 200 GB

wydajność HiFi obejmuje poprawione bazy o jakości wyższej niż wynik phred Q20, przy użyciu powtarzanych przejść AMPLIKONOWYCH do korekty. Biorą one amplikonów do 20KB długości.

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

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.