Yeni Nesil Dizileme Sistemleri. Barış Otlu İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Yeni Nesil Dizileme Sistemleri. Barış Otlu İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı"

Erdem Ekici
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Yeni Nesil Dizileme Sistemleri Barış Otlu İnönü Üniversitesi ıp Fakültesi ıbbi Mikrobiyoloji nabilimdalı

3 5. Yeni Nesil Dizileme Kongresi

4 Yeni Nesil Dizileme Pazarı 2018 de tahmin edilen pazar payı4 milyar dolar. milyar dolar cihaz sarf malzeme

5 Kişisel enom Bilgisi 1982 «Human Polymorphism Study enter» ilk akademik enstitü Paris te kuruldu. macıinsan nüfusunun tüm olasıpolimorfizmleri bir envanterini yapmak ve hastalıklar ile ilişkilendirmek.

6 1975- Plus and Minus Yöntemi Sanger ve oulson tarafından bu metod, sonraki 30 yıl süresince geliştirilerek modern dizileme yöntemleri için yol gösterici olmuştur. Kalıp DN DN polimeraz 4 dnp Biri 32 P ile işaretli primer IIIIII IIIIII

7 1975- Plus and Minus Yöntemi ΦX174 Bakteriyofajının tümü genomu dizilendi.

8 1977-Maxam-ilbert Yöntemi DN nın kimyasal modifikasyonunu takiben DN nın özgül bölgelerden kırılması prensibine dayanır. poliakrilamid jel P 32 P P 32 P P P

9 1977- Sanger zincir sonlandırma 5 3 primer dnp s P ddnp s 32 poliakrilamid jel

10 1986- İlk Otomatize ihaz Leroy hood ve plied Biosystem tarafından tanıtıldı.

11 1990-İnsan enom Projesinin Başlaması

12 1995- İlk Bakteriyel üm enomun Dizilenmesi Haemophilus influenzae ve Mycoplasma genitalium un tüm genom dizilemesinin yapıldığıduyurulmuştur.

13 1995- İlk Bakteriyel üm enomun Dizilenmesi Bu çalışmada; yeni nesil dizileme sistemlerine de temel oluşturacak shotgun dizileme yaklaşımıortaya konmuş tüm genom

14 1995- İlk Bakteriyel üm enomun Dizilenmesi Her bir DN parçasının ayrıayrıdizilenebilmesi için izole edilebilmesi gereklidir. tüm genom RE ile kesim RE RE RE RE RE RE RE parçaların plazmite aktarılması klonal çoğalma

15 1995- İlk Bakteriyel üm enomun Dizilenmesi Yine bu çalışmada; yeni nesil dizileme sistemlerine de temel oluşturacak basamaklar belirlenmiştir. library construction DN nın parçalara ayrılarak kütüphanenin oluşturulması high-throughput sequencing DN parçalarının ayrı ayrı dizilenmesi assembly dizilerin birleştirilmesi

16 1998-elera İnsan genom projesine, raig Venter in kurduğu elera adlıözel teşebbüs dahil olmuştur. eliştirilen en kritik sistem 96 örneği 3 saat içinde çalışabilen BI Prisim 3700 sistemidir. 3 ay içerisinde 20 b genom dizileme

17 2001-İnsan enom Projesinin amamlanması

18 2001-İnsan enom Projesinin amamlanması Projenin tamamlanması; postgenomik alanın başlangıcınıoluşturmuş. Yaklaşık 3 milyar dolar harcanmış 11 yıl süre geçmiştir Yöntemler; - yoğun emek gerektiren, - zaman alıcıve oldukça maliyetli. İnsan genom projesi dizileme teknolojileri ile ilgili yeni yaklaşımlara ihtiyaç olduğunun fark edilmesine ve birçok yeni fikrin doğmasına da neden olmuştur.

19 Yeni Nesil Dizileme Sistemlerinin Doğuşu Bu dizileme sistemleriyle; yüksek doğrulukta ve hızda dizileme yapabilmekte ve genom dizi bilinmeyen bir canlının genom dizisinin ortaya çıkarılabilmektedir. (De Novo dizileme). Bu sistemlerin ortak özeliği; ynıanda milyonlarca kısa dizilemenin yapılmasıdır. Massive Paralel Sequencing

20 Yeni Nesil Dizileme Sistemlerinin Doğuşu

21 454 Life Science Roche pplied Science Pirodizileme ile sentez yoluyla dizileme prensibine dayalıdır. Kütüphanenin hazırlanması enomik DN nın RE ile parçalara ayrılması adaptör moleküllerin eklenmesi ve denatürasyon dizileme primerinin bağlanacağı adaptör DN parçalarının yakalanması ve zenginleştirme PR primerinin bağlanacağı adaptör

22 454 Life Science Roche pplied Science Boncuklar santrifüj ile plak tabanına çöktürülür Pirodizileme reaksiyonu ve D kamera ile ışımanın tespiti

23 enome nalyzer illumina eliştirilen ikinci yeni nesil dizileme cihazıdır ve farklı bir yöntem kullanılır. üm reaksiyon mikroskop slaytına benzer katı bir fazda gerçekleştirilir.

24 enome nalyzer illumina tüm genom kütüphane oluşturulması ve adaptör moleküllerin eklenmesi bağlanma köprü PR denatürasyon DN pol Klonal çoğalma ve kümelerin oluşması

25 enome nalyzer illumina Nükleotidlerin 3 OH uçları kimyasal olarak kapatılmış olduğundan zincir sonlanmasına neden olur. Yıkama ve 3 OH ucunun yeniden açılması Yıkama Yıkama Yıkama

26 HiSeq 2000 illumina ek yükleme ile iki bireye ait genomu kişi başı dolarlık bir maliyetle dizileyebilmektedir. Kütüphane hazırlanması 1-14 gün Zenginleştirme 5 saat Sentez ile dizileme 2-10 gün Verilerin analizi 2 gün

27 Intelligent Bio-Systems Qiagen

28 SOLID pplied Biosytem Örneğin hazırlık aşamaları, hedefin klonal (küme) olarak çoğaltılması ve emülsiyon PR basamakları 454 sistemine oldukça benzerlik göstermektedir. adaptör adaptör DN parçası DN parçası DN parçası iç adaptör adaptör adaptör

29 SOLID pplied Biosytem --n-n-n 3 -z-z --n-n 3 -z-z-z --n-n 3 -z-z-z --n-n 3 -z-z-z primer ligaz 3 p5 - adaptör dizi kalıp dizi ayrılma 3 --n-n-n -z-z - ayrılma 3 ligaz p --n-n-n --n-n-z-z-z - -

30 İon orrent Herhangi bir optik okuma veya floresan ışımanın yer almadığı bir sistem olan bu sistem 2010 yılında tanıtılmış diğerlerinden oldukça farklı bir sistemdir.

31 İon orrent İyon yarı iletken dizilemesine dayalı bu dizileme yöntemi, DN'nın polimerizasyonu sırasında açığa çıkan hidrojen iyonlarının tespitine dayalıdır.

32 Yeni Nesil Dizileme ihazları: İlk yeni nesil dizileme sistemleri, yüksek doğruluk, hız ve düşük fiyata tahminden daha hızlıeriştiler. Yöntem iki dezavantaja Yöntem iki dezavantaja sahipti. sahipti. PR ın pahalıve zaman alıcıbir işlem olmasıdır. PR ın pahalıve Diğeri ise bu aşamada hatalıbazların çoğaltılmasıdır. zaman alıcıbir işlem olmasıdır. Diğeri ise bu aşamada hatalı bazların çoğaltılmasıdır.

33 İkinci Yeni Nesil Dizileme ihazları: ek molekül dizileme sistemleri

34 Helicos enetic nalysis Helicos BioSciences Bu sistemde, poly(d) kuyruğu eklenen DN parçaları, katıyüzeye bağlanmış oligo(d) primerleri ile yakalanır.

35 katı yüzey Helicos enetic nalysis BioSciences Bu sistemde, poly(d) kuyruğu eklenen DN parçaları, katıyüzeye bağlanmış oligo(d) primerleri ile yakalanır

36 Pacific Biosciences Sıfır mod dalga alanı (zero-mode waveguide ZMW) olarak adlandırılan, optik kuyucuk tabanına tek bir DN polimeraz bağlanmıştır.

37 Pacific Biosciences Sıfır mod dalga alanı (zero-mode waveguide ZMW) olarak adlandırılan, optik kuyucuk tabanına tek bir DN polimeraz bağlanmıştır. DN pol uyarım ışıma

38 Daha da Yeni Nesil Dizileme Sistemleri

39 Daha da Yeni Nesil Dizileme Sistemleri Microfluidic DN Sequencing Polony Sequencing Millikan Sequencing by Nucleotide Single-Molecule DN Sequencing with Engineered Nanopore

Benzer belgeler

Mikrobiyotanın En Etkili Analizi: Yeni Nesil Dizileme Sistemleri. Barış Otlu İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı

Mikrobiyotanın En Etkili Analizi: Yeni Nesil Dizileme Sistemleri Barış Otlu İnönü Üniversitesi ıp Fakültesi ıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı Yeni Nesil Dizileme Sistemleri Dünya Sağlık Örgütü yeni nesil