#40 Обзор продукции Agilent Genomics

29.11.2016

Сканер для ДНК-микрочипов Agilent SureScan Microarray Scanner

Разработан для сканирования индуцированной лазером (зеленый твердотельный лазер, 532 нм; красный твердотельный лазер, 640 нм) флуоресценции на микрочипах, напечатанных на стандартных стеклах (25,4мм х 76,2 мм). Плотность печати на одном стекле составляет до 1 млн точек (размер каждой точки ∼2 мкм), каждая из которых содержит 105-106 молекул олигонуклеотидов с определенной (идентичной в каждой точке) последовательностью длиной 60 нуклеотидов. Для всех приложений используются одинаковые стекла, содержащие ДНК-олигонуклеотиды. При сканировании всегда измеряется только значение интенсивности флуоресценции.
Совместимость со следующими красителями: Cyanine 3 and Cyanine 5, and Alexa 647, 555, and 660.
Все виды анализов с помощью ДНК-микрочипов отличаются типом пробоподготовки и включают:

Таблица 1. Возможные области применения ДНК-микрочипов

Вид анализа на основе ДНК-микрочипов	Детализация	Области применения
CGH/CGH+SNP microarray	Анализ геномных перестроек (микроделеции, инсерции, потеря гетерозиготности, изменения числа копий участков разного размера от 1 экзона до целых хромосом) методом сравнительной геномной гибридизации. Форматы: 1x1M, 2x400K, 4x180K, 8x60K Организмы, для которых возможен анализ: -человек -шимпанзе -макака -мышь -крыса -курица -лошадь -бык -рис -возможно создание микрочипа под любой организм с известным геномом**	Фундаментальные исследования и разработки Сельское хозяйство Токсикология Медицинская генетика Репродуктивная медицина Онкология - Преимплантационный генетический скрининг эмбрионов на наличие анеуплоидий при ЭКО (перед подсадкой, для анализа используются единичные клетки эмбрионов) - Анализ на наличие анеуплоидий у плода во время беременности (используется амниотическая жидкость) - Анализ для поиска мутаций (в т.ч. микроделеций) для выявления генетических причин бесплодия, задержки развития, умственной отсталости - Анализ образцов крови пациентов с онкогематологическими заболеваниями для уточнения диагноза - Генетический анализ опухолей из FFPE-образцов с поврежденной ДНК - Возможен также кастомизированный вариант микрочипа для генетического анализа бактерий, животных, сельскохозяйственных культур (есть готовые каталожные решения для мыши, крысы, курицы, быка, лошади, макаки, шимпанзе, риса)
Gene expression microarray	Анализ уровня мРНК, а также длинных некодирующих РНК (lncRNA) на уровне полного транскриптома с возможностью детализации до экзонного уровня анализом альтернативных форм сплайсинга Форматы: 2x400K, 4x180K, 8x60K Организмы, для которых возможен анализ: -человек -мышь -крыса -бык -лошадь -дрозофила -нематода -курица -ячмень -хлопок -дрожжи -ксенопус -данио-рерио -ксенопус -кишечная палочка -помидор -пшеница -табак -лосось -овца -рис -лягушка -люцерна -арабидопсис -Magnaporthe (грибковый паразит риса) -комар -возможно создание экспрессионного микрочипа под любой организм с известным геномом*	- фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования -сельское хозяйство -пищевая промышленность/пищевая безопасность -токсикологические исследования -фармакологические исследования -косметология -биотехнологическое производство -репродуктивная медицина (ERA тест)
miRNA microarray	Анализ уровня микроРНК Дизайн микрочипа разработан на основе базы данных miRBase release 21 Форматы: 8x60K, 8x15K Организмы, для которых возможен анализ: -человек -мышь -крыса -возможно создание микрочипа под любой организм с известными микроРНК* !!! miRNA microarray выигрывает у технологии NGS более высокой воспроизводимостью и низкой ценой.	-фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования Изучение микроРНК как возможных прогностических и диагностических маркеров является одной из самый популярных в мире тем, поэтому данный тип микрочипов требует серьезного продвижения
DNA Methylation Microarrays	Микрочипы для анализа статуса метилирования ДНК Форматы: 1x1M, 2x400K, 4x180K, 8x60К Организмы, для которых возможен анализ: -человек -мышь -возможно создание микрочипа с пользовательским дизайном**	-фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования -пищевая безопасность и токсикология -фармакологические исследования
ChIP-on-chip Microarrays	Анализ расположения ДНК-связывающих белков (на основе метода иммунопреципитации хроматина) Форматы: 1x1M, 2x400K, 1x244K,4x180K, 8x60K Организмы, для которых возможен анализ: -человек (в том числе с дизайном оптимизированным под ENCODE регионы) -мышь -возможно создание микрочипа с пользовательским дизайном**	-фундаментальные исследования и разработки

*С помощью веб-приложеная eArray возможно создавать пользовательский дизайн микрочипов, а также библиотек олигонуклеотидов.
**Пользовательский дизайн можно создавать в приложении SureDesign

!!! ДНК-микрочипы являются предпочтительным инструментом для анализа по сравнению с NGS в том случае, когда требуется высокопроизводительный стандартный анализ на большом количестве образцов с целью снижения финансовых затрат: скрининговые исследования, клинические исследования, поточные анализы.

Решения Agilent Genomics для высокопроизводительного секвенирования
(NGS solutions)

Общая информация:

В настоящее время широко востребованными являются технологии высокопроизводительного секвенирования (NGS). Данная технология является достаточно дорогостоящей, по этой причине для основной массы исследований и диагностических приложений применяется секвенирование не полного генома, а лишь его определенной (целевой) части.

Одним из примером такого «целевого» секвенирования является секвенирование экзома — совокупности всех экзонов в геноме или части генома, кодирующей последовательности белков. Для того, чтобы провести секвенирование определенной части генома, необходимо провести так называемое «целевое обогащение» (англ. Target enrichment), в результате которого в образце остаются лишь целевые участки генома и удаляются нецелевые.

Стоимость анализа образца методом NGS складывается из двух основных компонент: собственно самой стоимости секвенирования (20-50% стоимости) и стоимости приготовления (с учетом целевого обогащения) готовых к секвенированию участков генома — геномных библиотек (50-80% стоимости).

В настоящее время у компании Agilent нет собственной платформы для секвенирования, однако имеется набор продуктов для «целевого обогащения» и приготовления геномных библиотек. По оценкам экспертов, доля рынка «целевого обогащения» для NGS, которая есть у компании Agilent на сегодняшний день в мире — примерно 70%, то есть Agilent является общепризнанным мировым лидером в данном направлении.

Платформы для секвенирования, совместимы с реактивами Agilent:

● Illumina MiSeq
● Illumina HiSeq
● Illumina NextSeq 500
● Ion Proton (Thermo Fisher Scientific)

Технологии целевого обогащения компании Agilent:

Существует две основные технологии для целевого обогащения, представленные компанией Agilent:

● SureSelect — технология целевого обогащения, основанная на гибридизации фрагментированной геномной ДНК с биотинилированным РНК-зондами длиной 120 нуклеотидов
● HaloPlex — технология целевого обогащения, сочетающая в себе гибридизацию и амплификацию целевых последовательностей (молекулярная ПЦР).

Таблица 2. Возможные области применения технологий для NGS от Agilent Genomics

Продукт	Детализация	Области применения
OneSeq	Технология: SureSelect В процессе секвенирования используется референсный образец, что позволяет с высокой точностью определять изменения копийности отдельных участков генома. По функционалу сочетает возможности CGH-microarray и NGS Детекция: SNP CNV Copy-neutral LOH	-Фундаментальные исследования и разработки -Медицинская генетика -Репродуктивная медицина -Онкология
SureSelect (XT/XT2/QXT)	Технология: SureSelect XT - гибридизация происходит до пулирования библиотек XT2 - гибридизация происходит после пулирования (гибридизуется сразу несколько библиотек) QXT - отличается ферментативной фрагментацией ДНК и быстрой гибридизацией В основном подходит для крупных >500kb целевых регионов. Детектируются в основном SNP, CNV Возможна кастомизация	- фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования -сельское хозяйство -пищевая промышленность/пищевая безопасность -токсикологические исследования -фармакологические исследования -косметология -биотехнологическое производство -репродуктивная медицина -медицинская генетика -компании, представляющие генетические услуги -онкология Основные продукты: ● Clinical Research Exome ● Focused Exome ● Human All Exon V6 ● Non-human exomes (Mouse, Bovine, Zebrafish) Custom SureSelect (1kb-24mb)
RNAseq (SureSelect)	Технология: SureSelect Приложение технологии SureSelect для транскриптомики, позволяет создавать библиотеки кДНК, обогащенные нужными последовательностями Полностью кастомное приложение Возможный формат: 1kb-5.9Mb	- фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования
Methyl-Seq (SureSelect)	Технология: SureSelect Приложение технологии SureSelect для анализа статуса метилирования целевых последовательностей ДНК методом NGS (cancer tissue-specific DMRs, GENCODE promoters, CpG islands, shores and shelves ±4kb, DNaseI hypersensitive sites and RefGenes. )	- фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования
HaloPlex/HaloPlexHS	Технология: HaloPlex Сочетание гибридизации и молекулярной амплификации делает данный метод чрезвычайно высокочувствительным и точным Размер обогащаемой области: 1kb-5Mb (custom решение) Существует вариант с молекулярным баркодированием HaloPlexHS - возможность выявлять мутацию с частотой 1/10000 мутантной ДНК к немутантной В основном детекция SNP	-клиническая онкогенетика -диагностика - фундаментальные исследования и разработки -клинические исследования
ClearSeq	Технология: HaloPlex, HaloplexHS, SureSelect Набор готовых панелей, разработанных на основе обеих технологий для клинического применения с целью выявления генетических причин болезней	-Медицинская генетика -онкология -кардиологий -неврология Основные продукты: ClearSeq Cancer Research Panels SureSelect: ● ClearSeq Comprehensive Cancer ● ClearSeq Human DNA Kinome ● ClearSeq Human RNA Kinome HaloPlex: ● ClearSeq AML ● ClearSeq Cancer Constitutional Disease Research Panels SureSelect: ● ClearSeq Inherited Disease HaloPlex: ● ClearSeq Cardiomyopathy ● ClearSeq Arrythmia ● ClearSeq Noonan Syndrome ● ClearSeq Connective Tissue Disorders ● ClearSeq ICCG ● ClearSeq X-chromosome