Long read sequencing – PacBio and Oxford Nanopore sequencing explained in 11 minutes

Summary

En este video de INTEGRA Biosciences, Andrea presenta una introducción al secuenciamiento de lecturas largas, explorando sus ventajas y aplicaciones en la investigación genética. Se comparan dos tecnologías principales: PacBio, que ofrece secuenciación precisa de largo alcance y alta exactitud, y Oxford Nanopore, que permite secuenciación en tiempo real, portátil y sin amplificación. Ambas tecnologías complementan el secuenciamiento de lecturas cortas y son esenciales para estudios avanzados de genomas, variantes estructurales, metagenómica y diagnóstico clínico.

Takeaways

• 😀 La secuenciación de lecturas largas permite resolver regiones genómicas complejas que no se pueden abordar con métodos tradicionales de lecturas cortas.
• 😀 La secuenciación de lecturas cortas (como Illumina) lee fragmentos de ADN de hasta 600 bases, mientras que la secuenciación de lecturas largas (como Oxford Nanopore y PacBio) puede leer fragmentos de hasta varios megabases.
• 😀 Las lecturas largas minimizan los vacíos en el ADN, lo que es crucial para la detección precisa de variantes estructurales y para el ensamblaje del genoma.
• 😀 Un ejemplo visual compara la secuenciación de lecturas cortas con un rompecabezas de 1000 piezas y las lecturas largas con uno de 20 piezas, ilustrando la simplicidad de las lecturas largas.
• 😀 Las aplicaciones clave de la secuenciación de lecturas largas incluyen la detección de variantes estructurales, el análisis de epigenética, el perfilado del transcriptoma y la metagenómica.
• 😀 La secuenciación de lecturas largas permite la secuenciación directa de ADN nativo sin necesidad de amplificación PCR, lo que mejora la precisión.
• 😀 PacBio utiliza la tecnología SMRT (Single Molecule Real-Time) y tiene una alta precisión, con una exactitud superior al 99.9% en sus lecturas HiFi.
• 😀 PacBio también tiene la capacidad de detectar modificaciones en el ADN, lo que es útil para el análisis epigenético.
• 😀 Oxford Nanopore destaca por su portabilidad y análisis en tiempo real, permitiendo la secuenciación en entornos remotos como barcos, selvas y estaciones espaciales.
• 😀 La tecnología de Oxford Nanopore utiliza nanoporos para secuenciar ADN al detectar las alteraciones en el flujo de corriente eléctrica causadas por el paso del ADN a través del poro.
• 😀 Oxford Nanopore es el único sistema que permite la secuenciación directa de ARN sin necesidad de transcripción reversa ni amplificación, una ventaja importante para ciertas aplicaciones de investigación.

Q & A

¿Qué es la secuenciación de lecturas largas y cómo se diferencia de la secuenciación de lecturas cortas?

La secuenciación de lecturas largas es una tecnología que permite leer fragmentos largos de ADN, lo que ayuda a resolver problemas complejos en el ensamblaje genómico y la detección de variantes estructurales. Se diferencia de la secuenciación de lecturas cortas, que solo puede leer fragmentos de hasta 600 bases y a menudo produce lagunas en el genoma.

¿Qué ventajas ofrece la secuenciación de lecturas largas en la investigación genética?

La secuenciación de lecturas largas permite la detección precisa de variantes estructurales, mejora la resolución de regiones complejas del genoma y permite la fase de haplotipos. Además, facilita el análisis epigenético y la secuenciación de transcritos completos.

¿Cómo mejora la secuenciación de lecturas largas la comprensión de las enfermedades genéticas?

La secuenciación de lecturas largas permite detectar variantes estructurales y elementos repetitivos en el genoma que las tecnologías de lecturas cortas no pueden abordar, lo que facilita la identificación de factores genéticos relacionados con enfermedades complejas.

¿Cuáles son los dos principales jugadores en el mercado de secuenciación de lecturas largas?

Los dos principales jugadores en el mercado de secuenciación de lecturas largas son PacBio y Oxford Nanopore, que ofrecen tecnologías innovadoras para generar lecturas largas, aunque con diferentes enfoques y capacidades.

¿Qué es la secuenciación de molécula única en tiempo real (SMRT) de PacBio?

La secuenciación SMRT de PacBio utiliza un enfoque de secuenciación de una sola molécula, donde un polímero de ADN se replica mientras se observa en tiempo real. Esta tecnología permite leer largas secuencias de ADN con alta precisión y sin necesidad de amplificación por PCR.

¿Cuáles son los principales beneficios de la secuenciación SMRT de PacBio?

La principal ventaja de la secuenciación SMRT de PacBio es su alta precisión, con lecturas de más del 99.9% de exactitud. Además, permite secuenciar ADN nativo sin necesidad de amplificación y puede leer fragmentos de ADN de hasta decenas de kilobases.

¿Qué es el sistema Revio de PacBio y para qué se utiliza?

El sistema Revio de PacBio es una opción de alto rendimiento diseñada para abordar las diversas necesidades de investigadores y clínicos en el campo de la genómica. Se utiliza para realizar secuenciaciones de alta precisión y resolución en diversas aplicaciones genómicas.

¿Cómo funciona la tecnología de Oxford Nanopore?

La tecnología de Oxford Nanopore utiliza proteínas formadoras de poros que permiten la secuenciación de ADN al medir las interrupciones en el flujo de corriente cuando las moléculas de ADN pasan a través de un poro. Esto permite la secuenciación en tiempo real y sin necesidad de amplificación por PCR.

¿Qué hace única a la tecnología de Oxford Nanopore en comparación con otras tecnologías de secuenciación?

Oxford Nanopore es única porque permite la secuenciación directa de ARN sin necesidad de transcripción inversa o amplificación. Además, sus dispositivos son portátiles, lo que los hace ideales para aplicaciones de campo y vigilancia rápida.

¿Qué ventajas ofrecen PacBio y Oxford Nanopore en aplicaciones clínicas y de diagnóstico?

PacBio es ideal para investigaciones detalladas debido a su alta precisión y capacidad para detectar modificaciones en el ADN, mientras que Oxford Nanopore es más adecuado para aplicaciones de diagnóstico rápido y vigilancia en tiempo real debido a su portabilidad y rapidez.