Sự khác biệt chính giữa giải trình tự lỗ nano và giải trình tự ánh sáng là giải trình tự lỗ hổng nano là kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ ba sử dụng lỗ hổng nano để phát hiện trình tự của một phân tử DNA, trong khi giải trình tự ánh sáng là kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ hai sử dụng khả năng đảo ngược công nghệ đầu cuối thuốc nhuộm để phát hiện trình tự của phân tử DNA.
Giải trình tự DNA là xác định trình tự nucleotide hoặc base chính xác của phân tử DNA. Có nhiều phương pháp nhanh chóng để xác định trình tự axit nucleic thúc đẩy các khám phá nghiên cứu y học và sinh học. Một trong những kỹ thuật giải trình tự DNA đầu tiên (Sanger sequencing) được phát triển bởi Frederick Sanger vào năm 1975 bằng cách áp dụng chiến lược mở rộng đoạn mồi tại Trung tâm MRC, Cambridge, Vương quốc Anh. Ngày nay, phần lớn các kỹ thuật giải trình tự DNA nhanh thuộc về các loại giải trình tự DNA thế hệ thứ hai (thế hệ tiếp theo) và thứ ba. Nanopore và giải trình tự ánh sáng là hai công nghệ DNA mới.
Giải trình tự Nanopore là gì?
Giải trình tự chuỗi nano là một kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ ba sử dụng một chuỗi nano protein để phát hiện trình tự axit nucleic của phân tử DNA. Trong giải trình tự nanopore, DNA đi qua nanopore sẽ thay đổi dòng điện của nó. Sự thay đổi này phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và chiều dài của chuỗi DNA. Tín hiệu kết quả được giải mã để lấy chuỗi DNA hoặc RNA cụ thể. Phương pháp này không yêu cầu nucleotide sửa đổi và nó hoạt động trong thời gian thực.
Hình 01: Giải trình tự Nanopore
Oxford Nanopore Technologies là một công ty nổi tiếng chuyên sản xuất nhiều thiết bị giải trình tự nanopore. Hầu hết các thiết bị giải trình tự Nanopore của Oxford đều có các tế bào dòng chảy. Tế bào dòng chảy này có một số lỗ nano nhỏ được nhúng trong màng kháng điện. Mỗi lỗ nano tương ứng với điện cực riêng của nó. Điện cực này kết nối với một kênh và một chip cảm biến. Điện cực này đo dòng điện chạy qua lỗ nano. Khi một phân tử đi qua một lỗ nano, dòng điện của nó sẽ thay đổi hoặc bị gián đoạn. Hơn nữa, sự gián đoạn này tạo ra tiếng kêu ngoằn ngoèo đặc trưng. Sau đó, tiếng kêu này được giải mã để xác định trình tự DNA hoặc RNA trong thời gian thực.
Giải trình tự Illumina là gì?
Illumina giải trình tự là một kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ đầu cuối thuốc nhuộm có thể đảo ngược để phát hiện trình tự của các phân tử DNA. Công ty Solexa, hiện là một phần của công ty Illumina, được thành lập vào năm 1998. Công ty này đã phát minh ra phương pháp giải trình tự này dựa trên công nghệ đầu cuối thuốc nhuộm có thể đảo ngược và polymerase được thiết kế.
Hình 02: Trình tự Illumina
Trong phương pháp giải trình tự chiếu sáng, đầu tiên mẫu được phân cắt thành các đoạn ngắn. Do đó, trong trình tự chiếu sáng, các đoạn đọc hoặc đoạn ngắn 100-150bp được tạo ra ngay từ đầu. Những đoạn này sau đó được nối với các bộ điều hợp chung và được ủ thành một trang chiếu. PCR được thực hiện để khuếch đại từng đoạn. Điều này tạo ra một điểm có nhiều bản sao của cùng một đoạn. Sau đó, chúng được tách thành từng sợi đơn và được giải trình tự. Slide giải trình tự chứa các nucleotide được đánh dấu huỳnh quang, DNA polymerase và một chất kết thúc. Vì dấu chấm hết, mỗi lần chỉ có một cơ sở được thêm vào. Mỗi dấu chấm hết chu kỳ bị loại bỏ và nó cho phép bổ sung cơ sở tiếp theo vào trang web. Hơn nữa, dựa trên các tín hiệu huỳnh quang, máy tính sẽ phát hiện ra bazơ được thêm vào trong mỗi chu kỳ. Công nghệ giải trình tự Illumina tạo ra trình tự trong vòng 4 đến 56 giờ.
Điểm giống nhau giữa Nanopore và Illumina Sequencing là gì?
- Nanopore và giải trình tự ánh sáng là hai kỹ thuật giải trình tự.
- Cả hai đều là phương pháp giải trình tự nhanh và mới.
- Chúng được sử dụng để phát hiện trình tự DNA và RNA.
- Cả hai đều có độ chính xác cao.
Sự khác biệt giữa giải trình tự Nanopore và Illumina là gì?
Giải trình tự nanopore là kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ ba sử dụng một nanopore để phát hiện trình tự của các phân tử DNA. Ngược lại, giải trình tự chiếu sáng là một kỹ thuật giải trình tự thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ đầu cuối thuốc nhuộm có thể đảo ngược để phát hiện trình tự của các phân tử DNA. o, đây là điểm khác biệt chính giữa giải trình tự nanopore và ánh sáng. Hơn nữa, giải trình tự nanopore có độ chính xác 92-97%, trong khi giải trình tự ánh sáng có độ chính xác 99%.
Infographic sau liệt kê sự khác biệt giữa sắp xếp trình tự nanopore và ánh sáng ở dạng bảng.
Tóm tắt - Trình tự Nanopore vs Illumina
Kỹ thuật giải trình tự thông lượng cao bao gồm các phương pháp giải trình tự thế hệ thứ hai (đọc ngắn) và thế hệ thứ ba (đọc dài). Giải trình tự nanopore và Illumina là hai công nghệ DNA mới thuộc danh mục giải trình tự DNA thế hệ thứ ba và thứ hai (thế hệ tiếp theo). Giải trình tự nanopore sử dụng một nanopore để phát hiện trình tự của các phân tử DNA. Mặt khác, giải trình tự chiếu sáng sử dụng công nghệ đầu cuối thuốc nhuộm có thể đảo ngược để phát hiện trình tự của các phân tử DNA. Vì vậy, đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa chuỗi nanopore và đèn chiếu sáng.
