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Next Generation Sequencing
Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung
96 Spuren x 900 Basen = ca. 90 000 Basen in 2,5 Std.
Microfabricated capillary array electrophoresis (µCAE)
Seperation length: 15,9 cm
~ 430 bp reads max -> 800 bp
24 min run time, 5 x of Sanger
0,01% error on 80% read length
Next Generation Sequencing
(Nature Reviews; 2009)
Next Generation Sequencing – Solid/ABI sequencing byligation
ABI - Solid- Plattform
Next Generation Sequencing – Solid/ABI sequencing by ligation
Next Generation Sequencing – Solid/ABI sequencing by ligation
Solid/ABI sequencing by ligation: Decoding
Roche - FLX- Plattform
Next Generation Sequencing - Pyrosequenzierung
DNA template, Primer, DNA polymerase, ATP sulfurylase, luciferase, apyrase, adenosine 5´ phosphosulfate (APS) and luciferin (no dNTPs)
(DNA)n + dNTP (DNA)n+1 + PPiPolymerase
One dNTPs is added
Nucleotide detection
Incubation Degradation of unincorporated dNTPs and excess ATP
Pyrogram
Addition of dNTPs is performed one at a time
Nucleotide sequence is determined from the signal peak in the pyrogram
The light produced in the luciferase-catalyzed reaction is detected by a CCD camera
Next Generation Sequencing – Polonysequencing
- kurze Leseweiten
- Diffusion der Polymerase
- langsame Einbaurate
- Probleme vor allem bei homopolymeren Regionen
- relativ kurze Leseweiten (<400 bp)
- Probleme bei repeats > 5 bp
- geringe Fehlerrate
- optimal zur Detektion von SNPs
Next Generation Sequencing – Emulsion PCR
Life technologies – Ion Torrent
NGS Platforms – Ion Torrent
- sehr schnell- Recht hohe Leseweiten
Beim Einbau eines Nukleotides wird ein H+ frei-gesetzt.
Auf Halbleitertechnologie basierende ionen-Sensoren Messen die pH-Änderung in den Micro-Well-Platten
Illumina - HiSeq 2000 - Plattform
Next Generation Sequencing – Gene Analyzer Illumina/Solexa
Illumina/Solexa - Bridge Amplification
Cluster Generation: Bridge Amplification
Illumina/Solexa - Bridge Amplification
NGS Platforms – Pacific Biosciences
PacBio RSSMRT® Technology (single molecule real time)
NGS Platforms – Pacific Biosciences
NGS Platforms -Nanopore
NGS Platforms
Sequenzierung „kurzer“ DNA-Fragmente:
Klonierung der DNA in einen Standard-Vektor, z.B. pUC 18oder Amplifikation der DNA per PCR, wenn bereits Sequenz-
abschnitte bekannt sind
MCS
MCS
Sequenzierung mit Standard-oder bereits bekannten Primern
Bei Integrat-Längen bis 1000 - 1500 bp ist es möglich, mit zwei Sequenzierungsreaktionen die vollständige
Basenabfolge zu ermitteln.
Univ. Seq.
Rev. Seq.
Sequenzierung „kurzer“ DNA-Fragmente:
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