MinION-enhet (höger) sekvensering av bakteriella genomiska fragment efter ON-rep-seq-metoden. Här är enheten kopplad till ett MinIT för datainsamling (vänster) och styrs av en smart telefon. Kredit:Köpenhamns universitet
En ny metod för bakteriell identifiering, kallas ON-rep-seq, undersöker selektivt, stamspecifika fragment av bakteriegenomet, tillåter generering av resultat som tidigare krävde DNA -sekvensering av hela bakteriegenomet eller tråkiga tillvägagångssätt som pulserad fältgelelektrofores, som tidigare varit guldstandarden för typ-typning av mikroorganismer. Därav, metoden har potential att ändra den metod som används för att undersöka livsmedelsbaserade sjukdomsutbrott genom att göra analysen mycket mindre tid- och kostnadskrävande.
I dag, bakteriell upptäckt och identifiering baserat på bakteriellt DNA kräver dyr instrumentering och många timmars arbete av högutbildade specialister. Låt oss föreställa oss, till exempel, det finns en misstänkt Salmonella utbrott. Vanligtvis för att hitta sitt ursprung, inte bara kommer utredare att behöva analysera många prover, men analysen måste vara exakt för att skilja en bakteriestam från en annan.
"Vår nya metod gör det möjligt att identifiera och skriva hundratals prover på mindre än två timmar, och vi förväntar oss att detta till och med kommer att reduceras till "realtid" på kort tid, "säger en av forskarna bakom studien, Lukasz Krych, Docent vid Institutionen för livsmedelsvetenskap vid Köpenhamns universitet, Danmark.
Metoden bygger på en enhet som användes för DNA -sekvensering i rymden
Den nya metoden är baserad på nanoporesekvensering, vilket är nytt, DNA-sekvensering i realtid "som definitivt kommer att revolutionera framtiden för DNA-sekvensering, "enligt Lukasz Krych.
Forskningsprojektet genomfördes i samarbete med det polska företaget GenXone S.A., vilket hjälpte till att skapa en bioinformatik -pipeline som behövs för att utföra snabb och effektiv analys av sekvenseringsdata.
Efter beredning av prov, MinION -enheten är laddad med de genomiska fragmenten för identifiering av bakteriestam från hundratals bakterieisolat. Vänster:Lukasz Krych, Docent och Josue L. Castro Mejia, Postdoktor, båda från Institutionen för livsmedelsvetenskap vid Köpenhamns universitet. Kredit:Institutionen för livsmedelsvetenskap, Köpenhamns universitet
Den minsta sequencer som någonsin erbjuds av Oxford Nanopore Technologies, kallad MinION, är en handhållen 999 dollar, USB-driven enhet som blev kommersiellt tillgänglig 2015. Ett år senare togs den till den internationella rymdstationen, där den uppnådde den första DNA-sekvensering i historien utförd under förhållanden med noll gravitation. Trots den obestridliga revolutionen inom DNA -sekvensering som erbjuds av MinION, det blev snabbt klart att data som genereras med enheten fortfarande inte är perfekta på grund av sekvensfel, till exempel, medan analysen förblev relativt dyr att genomföra (cirka $ 150 per bakterie).
Liten enhet med snabb och billig analys erbjuder stora möjligheter inom livsmedelssäkerhet
Forskarna från Institutionen för livsmedelsvetenskap vid Köpenhamns universitet har hittat ett sätt att använda denna teknik för att analysera hundratals bakterier åt gången, sänka kostnaderna till mindre än $ 2 per bakterie, samtidigt som noggrannheten ökar till mer än 99%.
"Vår metod kan användas både inom livsmedelssäkerhetsorganisationer, där du snabbt kan hitta sjukdomsframkallande eller hälsofrämjande bakterier, och även inom hälsosektorn, där du kommer att kunna utföra vissa analyser som inte ens övervägs idag på grund av den traditionella analysens pris och tidskrävande karaktär, "säger en annan av forskarna bakom studien, Postdoc Josue Leonardo Castro Mejia.
Just nu, det finns flera företag som testar metoden att implementera i sina system för att upprätta snabba screeningprogram för tusentals stammar.
