Oxford Nanopore Technologies - Oxford Nanopore Technologies

Oxford Nanopore Technologies
ПромышленностьСеквенирование нанопор
Основан2005 (2005)
Основатель
Штаб-квартира
Оксфордский научный парк, Оксфорд
,
объединенное Королевство
Ключевые люди
  • Хэган Бэйли [1]
  • Клайв Г. Браун (технический директор)
  • Джим Макдональд (финансовый директор)
  • Джон Милтон (CSO)
  • Гордон Сангера (генеральный директор)
  • Спайк Уиллкокс (ВП)
Интернет сайтнанопортех.com

Oxford Nanopore Technologies Limited находится в Великобритании Компания который разрабатывает и продает секвенирование нанопор продукты (включая портативный секвенатор ДНК, MinION) для прямого электронного анализа одиночные молекулы.[2][3][4]

История

Компания была основана в 2005 году как растягивать от Оксфордский университет к Хэган Бэйли, Гордон Сангера и Спайк Уиллкокс с посевное финансирование от IP Group.[5][6] По состоянию на 2014 г. компания привлекла более 250 миллионов фунтов стерлингов инвестиций.[5]

Товары

Вид сверху на закрытый секвенсор Oxford Nanopore Technologies MinION, демонстрирующий, насколько он мал, чтобы держать его в одной руке

Основными продуктами Oxford Nanopore являются:

  • Миньон:[3][7][8] это портативное USB-устройство для секвенирования белковых нанопор коммерчески доступно с мая 2015 г.[9] после первоначального запуска через программу раннего доступа, MinION Access Program (MAP).[10] В редакционной статье описываются быстрые темпы разработки во время MAP: «У нас было три« поровых »изменения ... шесть химических изменений и обновление программного обеспечения, по-видимому, каждые несколько недель». Публикации этой программы описывают ее использование для быстрой идентификации вирусных патогенов,[11] мониторинг Эболы,[12] мониторинг окружающей среды,[13] мониторинг безопасности пищевых продуктов,[14] мониторинг устойчивости к антибиотикам,[15] анализ структурных вариантов рака,[16] гаплотипирование,[17] анализ ДНК плода,[18][19] и другие приложения.[20] Публикации указывают на скорость считывания 90 нуклеотидов в секунду на нанопору.[21] с частотой ошибок 30% на ранней стадии его выпуска примерно в 2014 году.[22] С последним выпуском R9 в 2016 году частота необработанных ошибок была снижена до 2-13% для различных типов секвенирования ДНК («1D» против «2D», как описано ниже).[23][24][25][26] В октябре 2016 года был выпущен R9.4, работающий со скоростью 450 баз в секунду на нанопору для данных 10 Гб на каждую проточную ячейку MinION.[27] Совсем недавно была разработана пора R10 с другой апертурой, она имеет другие характеристики считывания, ранние данные ONT показывают, что поры R10 могут преодолевать гомополимерные последовательности.[28]
  • GridION X5: это настольное устройство поступило в продажу с марта 2017 года.[29] Устройство обрабатывает до пяти проточных кювет MinION и позволяет генерировать до 100 Гб данных за цикл.[30]
  • PromethION: это настольное устройство с высокой пропускной способностью будет доступно через программу доступа[31] который был открыт для регистрации в июле 2015 года. Устройство содержит каналы для 144 000 нанопор (по сравнению с 512 MinION).[32]
  • VolTRAX: это устройство, которое в настоящее время находится в разработке, предназначено для автоматической подготовки проб, поэтому пользователям не нужны лабораторные или лабораторные навыки для работы с устройством.[33] Регистрация на программу раннего доступа открыта в октябре 2016 года.[34]
  • Metrichor: эта дочерняя компания из Oxford Nanopore была создана для предоставления комплексных решений для биологических анализов с использованием технологий обнаружения нанопор.[35][36]
  • SmidgION: секвенсор для мобильных телефонов объявлено в мае 2016 г., в настоящее время в разработке.[37]

Эти продукты предназначены для использования для анализа ДНК, РНК, белки и маленькие молекулы с рядом приложений в персонализированная медицина, растениеводство, и научные исследования.[3][38]

По состоянию на октябрь 2016 года было отправлено более 3000 MinION.[39] PromethION начал поставляться в раннем доступе.[27] В статье, опубликованной в ноябре 2014 года, один из участников MAP написал: «MinION - захватывающий шаг в новом направлении для секвенирования одиночных молекул, хотя он потребует резкого снижения количества ошибок, прежде чем он оправдает свои обещания». .[3] К августу 2016 года биоинформатик Джаред Симпсон отметил, что консенсусная точность 99,96% была достигнута с использованием инструмента нанополистики после того, как грубая точность была улучшена с помощью новой нанопоры R9.[40]

В июле 2015 года группа опубликовала результаты секвенирования генома гриппа с помощью нанопор, отметив: «Был получен полный геном вируса гриппа, который имел более 99% идентичности с данными о последовательности, полученными с помощью Illumina Miseq и традиционного секвенирования по Сэнгеру. Лабораторная инфраструктура и вычислительные ресурсы, используемые для проведения этого эксперимента на секвенаторе нанопор MinION, будут доступны в большинстве молекулярных лабораторий по всему миру. При использовании этой системы концепция переносимости и, таким образом, секвенирования вирусов гриппа в клинике или на местах, теперь становится жизнеспособной ». В статье и сопроводительной редакционной статье [41] опубликовано в октябре 2015 г.,[42] группа пользователей MinION написала: «На момент написания этой статьи появилось около дюжины отчетов, в которых рассказывается о полезности MinION для de novo секвенирования вирусных, бактериальных и эукариотических геномов».

В марте 2016 года Компания объявила об обновлении химии до «R9» с использованием белковых нанопор CsgG в сотрудничестве с лабораторией Хана Ремо (VIB /Vrije Universiteit Brussel ).[43] Компания заявила в веб-трансляции, что R9 разработан для повышения уровня ошибок и доходности.[44] В конце мая 2016 года была запущена нанопора R9, и пользователи сообщили о высоком уровне производительности с обновленными проточными ячейками.[23] Ранние сообщения в социальных сетях сообщают о высоком уровне точности «1D» (секвенирование одной цепи дуплексной ДНК),[24] «2D» точность (секвенирование как матрицы, так и цепи комплемента)[25] и собранная точность.[26]

Интернет живых существ

Oxford Nanopore работала над созданием концепции «Интернета живых существ», первоначально задуманной как «Интернет ДНК». Дэвид Хаусслер, биоинформатик из Калифорнийский университет в Санта-Крус.[нужна цитата ] В статье в Wired в 2015 году Клайв Браун, технический директор Oxford Nanopore, отметил, что «будущие устройства обнаружения нанопор, связанные с облачным анализом, могут работать где угодно и на чем угодно».[35]

На концепцию Интернета живых существ ссылались в статье 2015 г. Янив Эрлих[нужна цитата ] описывая будущее повсеместной геномики. Эрлих отметил, что «несколько приборов могут выиграть от интеграции с датчиками секвенирования, включая кондиционер или водопровод для отслеживания вредных патогенов. Однако из всех возможных вариантов туалеты могут быть лучшей точкой интеграции».[45] Что касается приложений, связанных со здоровьем, он отметил, что «быстрое определение последовательности действий на контрольно-пропускных пунктах аэропорта может быть полезным для контроля вспышек патогенов и оказания медицинской помощи пострадавшим пассажирам. Аналогичным образом, портативный секвенсор позволит врачам ставить более точные диагнозы на местах во время гуманитарных кризисов или в клинику без необходимости тратить время на отправку образцов в лабораторию ».

Миссия Международной космической станции

Американский астронавт Кейт Рубинс с секвенсором MinION на МКС в августе 2016 года.

В июле 2016 года секвенсор нанопор MinION был включен в девятую миссию NASA / SpaceX по доставке коммерческих грузов в Международная космическая станция.[46] Цель миссии - подтвердить концепцию функциональности MinION в условиях микрогравитации, а затем изучить возможности дальнейшего использования на борту. Было высказано предположение, что возможность выполнять секвенирование ДНК в космосе позволит отслеживать изменения в микробах в окружающей среде или в людях в ответ на космический полет и, возможно, поможет в обнаружении основанной на ДНК жизни в другом месте Вселенной.[47]

Во время миссии члены экипажа МКС успешно секвенировали ДНК бактерий, бактериофагов и грызунов из образцов, приготовленных на Земле.[48] Исследователи на Земле провели синхронное наземное управление, чтобы оценить, насколько хорошо MinION работает в сложных условиях. Кроме того, поддержание устройства MinION в качестве исследовательского центра на космической станции имеет потенциал для поддержки ряда дополнительных научных исследований, любое из которых может иметь приложения на Земле.[49]

Рекомендации

  1. ^ "БЕЙЛИ, профессор (Джон) Хэган (Прайс)". Кто есть кто. ukwhoswho.com. 2015 (онлайн-издание через Oxford University Press ред.). A&C Black, отпечаток Bloomsbury Publishing plc. (подписка или Членство в публичной библиотеке Великобритании требуется) (требуется подписка)
  2. ^ Эйзенштейн, М. (2012). «Объявление Oxford Nanopore вызывает шум в секторе секвенирования». Природа Биотехнологии. 30 (4): 295–6. Дои:10.1038 / nbt0412-295. PMID  22491260. S2CID  205267199.
  3. ^ а б c d Михеев, А. С .; Тин, М.Ю. (2014). «Первый взгляд на секвенсор Oxford Nanopore MinION». Ресурсы по молекулярной экологии. 14 (6): 1097–102. Дои:10.1111/1755-0998.12324. PMID  25187008. S2CID  3674911.
  4. ^ Loman, N.J .; Куинлан, А. Р. (2014). «Poretools: набор инструментов для анализа данных последовательности нанопор». Биоинформатика. 30 (23): 3399–401. Дои:10.1093 / биоинформатика / btu555. ЧВК  4296151. PMID  25143291.
  5. ^ а б "История компании". Oxford Nanopore Technologies.
  6. ^ «Секвенирование ДНК: дырочная история». Экономист. Лондон. 16 октября 2008 г.. Получено 19 октября 2014.
  7. ^ Отметьте Hayden, E. (2014). «Обнародованы данные карманного секвенатора генома». Природа. Дои:10.1038 / природа.2014.14724.
  8. ^ Отметьте Хайден, Э. (2015). «Секвенсор ДНК размером с пинту впечатляет первых пользователей». Природа. 521 (7550): 15–6. Bibcode:2015Натура.521 ... 15С. Дои:10.1038 / 521015a. PMID  25951262.
  9. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 21 ноября 2015 г.. Получено 20 ноября 2015.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  10. ^ Ломан, Николас Дж; Уотсон, Мик (2015). «Успешный запуск теста для секвенирования нанопор». Методы природы. 12 (4): 303–304. Дои:10.1038 / nmeth.3327. ISSN  1548-7091. PMID  25825834. S2CID  5604121.
  11. ^ Greninger, Александр Л .; Naccache, Samia N .; Федерман, Скотт; Ю, Гиксиа; Mbala, Placide; Брес, Ванесса; Страйк, Дуг; Букет, Джером; Сомасекар, Снеха; Линнен, Джеффри М .; Додд, Роджер; Мулембакани, Прайм; Schneider, Bradley S .; Муембе-Тамфум, Жан-Жак; Stramer, Susan L .; Чиу, Чарльз Ю. (2015). «Быстрая метагеномная идентификация вирусных патогенов в клинических образцах с помощью анализа секвенирования нанопор в реальном времени». Геномная медицина. 7 (1): 99. Дои:10.1186 / s13073-015-0220-9. ISSN  1756-994X. ЧВК  4587849. PMID  26416663.
  12. ^ Ник Ломан (15 мая 2015 г.). «Как небольшой рюкзак для быстрого геномного секвенирования помогает бороться с лихорадкой Эбола». Разговор.
  13. ^ "TGAC: первая портативная лаборатория секвенирования ДНК"'". EurekAlert!. 19 марта 2015.
  14. ^ [1][мертвая ссылка ]
  15. ^ «Типирование штаммов в реальном времени и анализ потенциала устойчивости к антибиотикам с использованием секвенирования Nanopore MinION». bioRxiv  10.1101/019356.
  16. ^ Норрис, Алексис Л .; Уоркман, Рэйчел Э .; Фань, Юньфань; Эшлеман, Джеймс Р .; Тимп, Уинстон (2016). «Секвенирование нанопор выявляет структурные варианты рака». Биология и терапия рака. 17 (3): 1–8. Дои:10.1080/15384047.2016.1139236. ISSN  1538-4047. ЧВК  4848001. PMID  26787508.
  17. ^ Аммар, Рон; Патон, Тара А .; Торти, Дакс; Шлиен, Адам; Бадер, Гэри Д. (2015). «Длинное чтение нанопор секвенирования для обнаружения вариантов и гаплотипов HLA и CYP2D6». F1000 Исследования. 4: 17. Дои:10.12688 / f1000research.6037.2. ISSN  2046-1402. ЧВК  4392832. PMID  25901276.
  18. ^ Cheng, S. H .; Jiang, P .; Вс, К .; Cheng, Y.KY .; Chan, K. C. A .; Leung, T. Y .; Chiu, R. W. K .; Ло, Ю.М.Д (2015). «Неинвазивное пренатальное тестирование путем секвенирования нанопор ДНК материнской плазмы: оценка осуществимости». Клиническая химия. 61 (10): 1305–1306. Дои:10.1373 / Clinchem.2015.245076. ISSN  0009-9147. PMID  26286915.
  19. ^ Wei, S .; Уильямс, З. (2015). «Быстрое короткое считывание и обнаружение анеуплоидии с использованием технологии MinION Nanopore». Генетика. 202 (1): 37–44. Дои:10.1534 / genetics.115.182311. ISSN  0016-6731. ЧВК  4701100. PMID  26500254.
  20. ^ «Публикации и многое другое от сообщества MAP». Архивировано из оригинал 26 июня 2015 г.
  21. ^ «Нанопоры позволяют прямое секвенирование РНК и модифицированных нуклеотидов РНК».[постоянная мертвая ссылка ]
  22. ^ «Идентификация и дифференциация бактерий и вирусов с помощью секвенирования ампликонов на последовательности нанопор MinION».[постоянная мертвая ссылка ]
  23. ^ а б "Публикация данных по быстрому запуску Nanopore R9 · Loman Labs". lab.loman.net. Получено 17 августа 2016.
  24. ^ а б "Джастин Огради в Твиттере". Получено 17 августа 2016.
  25. ^ а б "Лаборатория Грейвли в Твиттере". Получено 17 августа 2016.
  26. ^ а б «Джаред Симпсон в Твиттере». Получено 17 августа 2016.
  27. ^ а б «Основные моменты технического обновления Клайва Дж. Брауна». nanoporetech.com. Получено 17 октября 2016.
  28. ^ "R10 Pore".
  29. ^ "Oxford Nanopore запускает секвенсор GridIon X5 Nanopore, подробности усовершенствования продукта". GenomeWeb. Получено 6 июля 2017.
  30. ^ "ГРИДИОН Х5". nanoporetech.com. Получено 6 июля 2017.
  31. ^ "Сообщество - Oxford Nanopore Technologies". Архивировано из оригинал 27 июня 2015 г.. Получено 17 июн 2015.
  32. ^ «Технические характеристики - Сообщество - Oxford Nanopore Technologies». Архивировано из оригинал 1 июня 2016 г.. Получено 20 ноября 2015.
  33. ^ "Выступление технического директора Oxford Nanopore Клайва Брауна в Лондоне: вызовы: MinION ASIC, volTRAX, promethION". Поиск следующего поколения.
  34. ^ «ВолТРАКС». nanoporetech.com. Получено 17 октября 2016.
  35. ^ а б «Oxford Nanopore: мы хотим создать Интернет живых существ». Проводная Великобритания.
  36. ^ «Метрихор». metrichor.com. Получено 17 августа 2016.
  37. ^ "SmidgION - Товары и услуги - Oxford Nanopore Technologies". www2.nanoporetech.com. Архивировано из оригинал 23 августа 2016 г.. Получено 17 августа 2016.
  38. ^ Отметьте Хайден, Эрика (2012). «Дебют секвенатора генома нанопор». Природа. Дои:10.1038 / природа.2012.10051. ISSN  1744-7933.
  39. ^ «Антонио Регаладо в Твиттере». Twitter. Получено 17 октября 2016.
  40. ^ «Поддержка данных R9 в нанополе · Блог Simpson Lab». simpsonlab.github.io. Получено 17 октября 2016.
  41. ^ «Подрывной секвенсор встречает подрывную публикацию - F1000Research».
  42. ^ "Миниатюрный секвенсор ДНК верен". EMBL.
  43. ^ «VIB объявляет о сотрудничестве с Oxford Nanopore Technologies над созданием новых нанопор для секвенирования ДНК». Получено 9 мая 2016.
  44. ^ "Нет, спасибо, у меня уже есть". Получено 9 мая 2016.
  45. ^ Эрлих, Янив (2015). «Видение повсеместного секвенирования». Геномные исследования. 25 (10): 1411–1416. Дои:10.1101 / гр.191692.115. ISSN  1088-9051. ЧВК  4579324. PMID  26430149.
  46. ^ Рэмси, Сара (21 июня 2016 г.). «Следующий коммерческий грузовой запуск SpaceX будет запущен не ранее 18 июля». Получено 25 июля 2016.
  47. ^ «Секвенирование ДНК в космосе - SpaceRef». spaceref.com. Получено 25 июля 2016.
  48. ^ Рейни, Кристина (29 августа 2016 г.). «Первое секвенирование ДНК в космосе, которое меняет правила игры». НАСА. Получено 17 октября 2016.
  49. ^ Макинтайр, Алекса Б. Р .; Риццарди, Линдси; Yu, Angela M .; Rosen, Gail L .; Александр, Ной; Боткин, Дуглас Дж .; Джон, Кристен К .; Кастро-Уоллес, Сара Л .; Бертон, Аарон С. (10 декабря 2015 г.). «Секвенирование нанопор в условиях микрогравитации». bioRxiv  10.1101/032342.

внешняя ссылка