MinION – нанопоровый секвенатор производства компании Oxford Nanopore Technologies с максимальной производительностью до 30 млрд. нуклеотидов за один запуск и без ограничений по длине прочтений!
Ключевым компонентом (и основным расходным материалом) нанопровых секвенаторов является проточная ячейка.
Процесс секвенирования происходит в камере ячейки, содержащей непроводящую мембрану, в которую встроены проводящие белковые нанопоры. Обе стороны мембраны омывают растворы электролитов.
Во время пробоподготовки к концам фрагментов нуклеиновых кислот пришиваются специальные моторные белки. При попадании образца в камеру проточной ячейки эти белки связываются с нанопорами.
При запуске прибора между сторонами мембраны возникает разность потенциалов. Под действием электрического поля и при участии молекул АТФ моторные белки расплетают двухцепочечную нуклеиновую кислоту и направляют одну из цепей в нанопору. (При этом вторая цепь может присоединиться к соседней поре либо остаться в растворе.)
Дальнейшее движение фрагмента нуклеиновой кислоты через канал осуществляется за счет его отрицательного заряда. Одновременно с исследуемой молекулой под напряжением через нанопоры движутся ионы, содержащиеся в растворах электролитов. Поскольку размер нуклеотидов неодинаков, величина ионного тока зависит от последовательности участка нуклеиновой кислоты, проходящего через канал в данный момент времени. В ходе секвенирования происходит регистрация этого тока.
Таким образом, первичные данные нанопорового секвенирования представляют собой совокупность скачков силы тока ионов.
После секвенирования одного фрагмента нанопора остается активной и может аналогично пропустить через себя множество других цепей нуклеиновых кислот.
Бейсколлинг – распознавание нуклеотидов по исходному сигналу – осуществляет специальное программное обеспечение.
Через порт USB 3.0 секвенатор MinION может быть подключен к управляющему ноутбуку или стационарному компьютеру, удовлетворяющему следующим характеристикам:
Также управлять прибором можно с помощью модуля MinIT производства Oxford Nanopore Technologies. Эта компактная станция содержит все необходимое для работы с MinION, включая программное обеспечение для первичной и вторичной обработки данных.
MinIT не имеет дисплея, но посредством Wi-Fi или Bluetooth можно подключить любое цифровое устройство с дисплеем для отображения интерфейса программного обеспечения: планшетный компьютер, ноутбук или смартфон. Используя внешний Wi-Fi модуль, подключенный к стационарному компьютеру, можно также подключиться к MinIT.
В случае, если памяти внутреннего накопителя будет недостаточно, к MinIT можно подключить внешний SSD-диск.
Программа MinKNOW контролирует температуру камеры проточной ячейки во время секвенирования (+34° С), величину напряжения (варьирует в зависимости от длительности запуска), регистрирует и сохраняет в формате .FAST5 данные о величине ионного тока через нанопоры, а также позволяет проводить бейсколлинг в реальном времени. Интерфейс MinKNOW отображает количество прочтений, их длину, процент работающих пор и другие характеристики запуска.
Дополнительная программа Guppy предназначена для бейсколлинга по итогам запуска в режиме offline.
ПО MinKNOW и Guppy можно скачать бесплатно в личном кабинете на сайте Oxford Nanopore Technologies.
Первичные данные, получаемые на MinION, позволяют не только определить последовательность нуклеиновых кислот, но и получить информацию о содержании в них модифицированных нуклеотидов. Обработав эти данные специальным ПО, можно без дополнительной ручной работы с биоматериалом изучить профиль метилирования ДНК.
Также пользователи продукции Oxford Nanopore Technologies могут воспользоваться облачным сервисом EPI2ME от портала
Ниже представлена минимальная стартовая комплектация секвенатора MinION. Для подготовки библиотек также необходимо приобрести приобрести комплект ферментов и реагентов. Состав комплекта зависит от типа исследуемых образов (ДНК, РНК, кДНК, ампликоны и др.) и выбранного протокола работы.
Для управления секвенатором понадобится ноутбук, стационарный компьютер или модуль MinIT (см. выше).
Компонент | Артикул | Количество |
Секвенатор MinION | MinION | 1 шт. |
USB 3.0 кабель | 1 шт. | |
Тестовая ячейка для проверки конфигурации управляющей станции (не пригодна для секвенирования) | 1 шт. | |
Проточная ячейка R9.4.1 |
FLO-MIN106D |
2 шт. |
Набор для подготовки библиотек |
SQK-LSK109 или SQK-RAD004 |
1 шт. |
Набор реагентов для промывки проточной ячейки | EXP-WSH004 | 1 шт. |
Набор с контрольной ДНК | EXP-CTL001 | 1 шт. |
Обновление линейки продуктов компании New England Biolabs
Новые наборы для выделения высокомолекулярной ДНК "Monarch® HMW DNA Extraction Kit"
Очистка нуклеиновых кислот: многообразие методов и подходов