Oxford Nanopore Sequenzierungsdienste — Langzeit- und Echtzeit-Analyse
Lange Lesungen, Echtzeitanalyse und native Änderungsdetektion. Die Oxford Nanopore-Sequenzierungsplattform von CD Genomics bietet flexible, schnelle und umfassende Lösungen für Studien zu Genomen, Transkriptomen und Epigenomen.
Was wir anbieten:
Whole-Genome-Sequenzierung (Standard- & Ultra-Lang), Direkte RNA, Vollständige Transkript-/lncRNA-Profilierung
Gezielte Sequenzierung (Cas9-Erfassung oder adaptive Probenahme) und Amplicon-Panels
Die Oxford Nanopore-Sequenzierung erfasst Änderungen im Ionenstrom, während einzelne DNA- oder RNA-Moleküle durch in eine Membran eingebettete, konstruierte Nanoporen hindurchtreten. Jedes kurze Sequenzkontext (k-mer) erzeugt ein charakteristisches Signal ("Squiggle"). Diese Signale werden an MinKNOW gestreamt, wo der Dorado-Neuronennetzwerk-Basiscaller sie in Echtzeit in Basen umwandelt. Da das Molekül direkt gelesen wird, können native Merkmale – wie 5mC/6mA DNA-Methylierung oder RNA-Modifikationen – aus dem Signal abgeleitet werden, ohne dass eine Bisulfitbehandlung oder eine Reverse Transkription erforderlich ist.
Wie funktioniert die Nanoporen-Sequenzierung (Prinzip):
Ein Motorprotein führt einzelsträngige DNA/RNA durch eine Pore mit einer kontrollierten Geschwindigkeit.
2. Da jedes k-Mer in der Verengung des Poren sitzt, moduliert es den Strom; tausende von Ereignissen werden pro Sekunde aufgezeichnet.
3. Dorado decodiert das Wellenmuster in FASTQ-Reads; optionale Rohsignaldateien (FAST5/POD5) bewahren Modifikationsinformationen für die nachgelagerte Analyse.
4. Da die Daten kontinuierlich eintreffen, können Läufe auf Anfrage gestoppt oder verlängert werden, um die angestrebte Ausbeute/Qualität zu erreichen.
Warum es für die Forschung wichtig ist:
Ultra-lange Reads (Hunderte von kb bis Mb-Klasse) überbrücken Wiederholungen, strukturelle Varianten, Telomere/Zentromere.
Echtzeit-Entscheidungsfindung beschleunigt zeitkritische Projekte und optimiert die Nutzung von Flusszellen.
Direkte RNA- und native Modifikationsnachweis eröffnen epigenetische und transkriptomische Studien mit minimaler Verzerrung.
Jedes Oxford Nanopore-Projekt wird mit transparenten Daten, detaillierter Dokumentation und reproduzierbaren QC-Metriken geliefert – für ein publikationsreifes Vertrauen.
Kern-Daten Dateien (für jedes Projekt)
FASTQ (.fastq.gz) — basierte Reads (Dorado).
Optionales Rohsignal — FAST5/POD5 auf Anfrage für modifikationsbewusste Neuanalyse.
Projektmemo — das verwendete Nanoporen-Sequenzierungsprotokoll (Bibliothekskit, Flusszelle/Chemie, Laufparameter), sowie Softwareversionen und -parameter.
Lauf- und QC-Bericht (pro Probe und pro Barcode)
Ertrag & Durchsatz: Gesamte Reads/Basen; Pass/Fail-Zählungen.
Lese-Längenmetriken: N50/N90, Längenhistogramme.
Qualität: Q-Score-Verteilung, Zusammenfassungen der Lesegenauigkeit.
Barcode-Leistungsbewertung: Zuordnungsraten, Gleichgewicht zwischen den Proben.
Wenn ausgerichtet: Abgleichrate, Abdeckungsuniformität/Duplikate, On-/Off-Target-Zusammenfassungen (für gezielte/Amplifikationen).
Falls zutreffend: Porenauslastung über die Zeit und Betriebsnotizen zur Unterstützung der Studienunterlagen.
Optionale Analyseergebnisse (Wählen Sie nach Dienst)
Anwendung
Liefergegenstände
Genome (Standard / Ultra-Lang WGS)
De novo Assemblierung (FASTA / GFA) mit Statistiken (N50, NG50, BUSCO oder k-mer QC, falls zutreffend)
Variant-Sets: SNV / Indel / SV im VCF-Format mit unterstützenden Nachweis-Schnappschüssen
Eingang & QualitätssicherungQubit quant; A260/280 ~1,8–2,0, A260/230 ≥2,0. HMW gDNA für Ultra-Long; RNA RIN ≥8.
Bibliotheksvorbereitung (nach Anwendung)Standard WGS; Ultra-Lang (sanfte HMW-Handhabung); Amplicon; Zielgerichtet (Cas9 oder adaptive Probenahme); Vollständiges cDNA/lncRNA; Direkte RNA; Pore-C; TAIL Iso-Seq.
Flusszelle & Barcodes: Größen, um Erträge/Ziele zu erzielen; ausgewogene, mit Barcode versehene Eingaben.
Sequenzierung & Steuerung1–72 h typisch; Live-Überwachung; bei Bedarf stoppen/verlängern oder neu laden; adaptive Probenahme aktivieren, wo unterstützt.
Bereichern Sie Interessensloci schnell, ohne die Kosten einer Vollgenomsequenzierung.
Empfohlene Dienstleistungen: Gezielte Nanoporen-Sequenzierung (Cas9 oder adaptive Probenahme), Amplicon-Sequenzierung.
3D-Genomarchitektur
Erstellen Sie Langstrecken-Kontaktkarten für Scaffolding- und Chromatinstudien.
Empfohlener Service: Pore-C.
Metagenomik und Pathogenüberwachung
Verbessern Sie die Montage-/Belastungsauflösung; profitieren Sie von Echtzeitentscheidungen.
Empfohlene Dienstleistungen: Standard WGS, gezielt, Amplicon (pro Design).
Für hochdichte kleine Variantenkohorten können Kurzleseverfahren kosteneffizient sein; hybride Designs (Kurzlese + Nanopore) erfassen sowohl die Tiefe als auch den langfristigen Kontext.
Nanoporen-Sequenzierung vs Illumina vs PacBio (HiFi)
Die Wahl der richtigen Plattform? Hier ist eine prägnante, entscheidungsbereite Übersicht über Nanopore-Sequenzierung im Vergleich zu Illumina und PacBio (HiFi) für Forschungszwecke. Der folgende Vergleich hilft Ihnen, die richtige Plattform für Ihr Studiendesign auszuwählen.
Dimension
Oxford Nanopore (ONT)
PacBio (HiFi/SMRT)
Illumina (SBS)
Prinzip
Ionenstromsignal durch Nanoporen; NN-Basiscodierung (Dorado)
Optische Detektion in ZMWs; zirkulärer Konsens (HiFi)
Sequenzierung durch Synthese; optische Bildgebung
Lese-Länge (typisch)
Lang; ultra-lang bis Mb-Klasse möglich (UL-Workflows)
Lang; HiFi-Lesungen liegen üblicherweise bei ~15–20 kb
Kurze Reads, typischerweise bis zu 2×300 bp
Datenzeitpunkt
Echtzeit-Streaming; Stoppen/Erweitern von Läufen auf Anfrage
Batch (Konsens nach Ausführung)
Charge
Native Biologie
Direkte RNA; native DNA-Modifikationen (5mC/6mA) aus dem Signal
DNA-Modifikationen über kinetische Signaturen; RNA über cDNA
Keine native Mod-Erkennung (Standard-Workflows)
Genauigkeitsparadigma
Verbesserung von Rohmaterial; hohe Übereinstimmung mit Tiefe/Politur
Hohe Konsensgenauigkeit pro Lesevorgang (HiFi)
Hohe Genauigkeit pro Basis bei großem Maßstab
Wo es glänzt
Ultra-lange Wiederholungen/SV; schnelle/Feldarbeit; Methylierung; direkte RNA
Langzeitgenauigkeit für Varianten und schwierige Regionen
Große Kohorten; kosteneffiziente Tiefe kleiner Varianten
Abwägungen
Signalbewusste Informatik; Kosten pro Gb im Vergleich zu Kurzlesungen
Optische Plattform; Instrument-/Chemiekosten
Begrenzter Langzeitkontext; keine nativen Mods
Schnellauswahl (praktische Regeln):
Benötigen Sie die längsten Moleküle. (Assemblies, Telomere/Wiederholungen): wählen Nanopore Ultra-Lang.
Benötige die höchste Genauigkeit pro Lesevorgang bei langen Reads. aus der Box PacBio HiFi; oder ONT mit Konsens/Politur gemäß Ziel.
Benötige native Modifikationsaufrufe oder direktes RNA.: Oxford Nanopore-Sequenzierung.
Große Kohorten mit tiefgehender SNV/Indel-Erkennung: Illumina; lange Reads hinzufügen, um komplexe Loci zu entschlüsseln.
Zeitkritische oder Projekte im Einsatzgebiet: Nanopore Echtzeitsteuerung.
Hybride DesignsKombiniere Kurzlese- und Langlesetechnologien (oder HiFi und ONT), um ein Gleichgewicht zu erreichen. Genauigkeit, Kosten und langfristiger Kontext.
Die tatsächliche Leistung hängt von der Integrität der Proben, dem Bibliothekstyp, der Chemie, der Tiefe und der Analysepipeline ab.
Qualität & Studiendesign
Replikate & KontrollenEmpfehlen Sie ≥2 biologische Replikate pro Bedingung; negative Kontrollen für Amplicon/Targeted einbeziehen; optionale Spike-Ins für Methylierung.
AbdeckungsplanungGröße der Long-Read-Tiefe in Bezug auf die Genomkomplexität/SV-Ziele; planen Sie die On-Target-Tiefe für gezielte/Amplikon-Analysen; Größe der Reads/Probe für Isoformen oder direktes RNA.
AkzeptanzkriterienVereinbarte Ziele für den Ertrag pro Barcode, Zielquote, Mapping-Rate und Lese-Längen-Profil (z. B. N50-Ziele für Ultra-Long).
LaufzeitentscheidungenVerwenden Sie Echtzeit-Dashboards, um effizient zu stoppen, zu verlängern oder neu zu laden; dokumentieren Sie alle Abweichungen im Projektnotiz.
Der CD Genomics Vorteil
1
Anwendungsorientierte Abgrenzung
Ordnen Sie Ihre biologische Frage dem richtigen Oxford Nanopore-Service zu (Ultra-Long, Direct RNA, Full-Length Transcript/lncRNA, Targeted/Cas9 oder adaptiv, Amplicon, Pore-C, TAIL Iso-Seq).
2
Entwurfsmodellierung und Machbarkeit
Abdeckungsmodellierung, Barcode-Balance und Machbarkeitsprüfungen von Ziel/Primer, bevor Sie sich festlegen.
3
Reproduzierbare Analytik
Containerisierte/versionsgesperrte Pipelines; saubere Ergebnisverpackung mit Analysebericht und Datenwörterbuch.
4
Echtzeit-Laufzeiteffizienz
Live-Dashboards zum Stoppen/Erweitern/Neuladen, wenn Ziele erreicht sind; adaptive Stichprobenahme, wenn geeignet.
5
Datenintegrität und -sicherheit
Strukturierte Ordner, Prüfziffernüberprüfung und gesicherter Transfer mit einer festgelegten Aufbewahrungsrichtlinie.
6
Publikationsreife Unterstützung
Optionale Ergebnisse-Durchführung, Vorbereitung von Abbildungen/Tabellen und Unterstützung bei Manuskripten/Überprüfungen.
7
Plattformübergreifende Neutralität
Objektive Anleitung, wann hybride Strategien (Short-Read + ONT oder HiFi + ONT) einen Mehrwert bieten.
Autoren: Bin Sun, Kaushal Kumar Bhati, Peizhe Song u. a.
Veröffentlichungsdatum: 27. September 2022
Zeitschrift: PLOS Genetics
Forschungsfrage (Aufmerksamkeit)
Welches Enzym installiert m^6A am 3′UTR der mRNA des FLOWERING LOCUS C (FLC), und wie beeinflusst diese Modifikation die Stabilität des FLC-Transkripts und die Blüte?
Ansatz:
Ein Multi-Omics-Design integrierte Oxford Nanopore Direct RNA-Sequenzierung, mRNA-seq und meRIP-seq, um die differentielle Expression und die differentielle RNA-Methylierung in Wildtyp- und FIONA1 (FIO1)-Mutantenpflanzen zu profilieren. Die Direct RNA erfasste native Signalmerkmale, während meRIP-seq m^6A-reiche Regionen kartierte; die kombinierten Beweise identifizierten die Modifikationsstelle im 3′UTR von FLC.
Wichtigste Erkenntnisse:
FIO1 ist die Methyltransferase, die für die m^6A-Modifikation im 3′UTR von FLC-mRNA verantwortlich ist.
Der Verlust dieser 3'-End-Methylierung in fio1-Mutanten destabilisiert das FLC-mRNA (reduzierte FLC-Spiegel) und trägt zu einem frühblühenden Phänotyp bei.
Die Autoren veröffentlichten Nanopore-Direkt-RNA-Daten (GEO: GSE212766) und passende mRNA/meRIP-Datensätze, die die Reproduzierbarkeit unterstützen.
Direkte RNA-Sequenzierungsanalyse.
Was dies demonstriert:
Diese begutachtete Studie zeigt, wie die Nanopore-Direkt-RNA-Sequenzierung – kombiniert mit der Analyse von RNA-Modifikationen (m^6A) – biologische Fragen beantwortet, die von nativer RNA und posttranskriptionaler Regulation abhängen. Sie ist ein starkes Beispiel für "Nanopore-Sequenzierungstechnologie, Bioinformatik und Anwendungen" in der Epitranskriptomik und den genregulatorischen Mechanismen.
Wie CD Genomics ein ähnliches Projekt abstecken würde.:
DienstleistungNanopore Direkte RNA-Sequenzierung (+ optionale meRIP-seq über Partner-Workflow)
AnalyseIsoform-Profiling, modifikationsassoziierte Signalsummen, differentielle Expression, Integration mit immunpräzipitationsbasierten m^6A-Spitzen
LiefergegenständeFASTQ (Direkte RNA), optional POD5/FAST5, QC-Bericht, Zusammenfassungen der Modifikationen, Abbildungen/Tabellen geeignet für die Veröffentlichung
Häufig gestellte Fragen — Nanopore-Sequenzierung
Nur für Forschungszwecke, nicht zur klinischen Diagnose, Behandlung oder individuellen Gesundheitsbewertung bestimmt.
Veröffentlichungen
FIONA1-mediated methylation of the 3’UTR of FLC affects FLC transcript levels and flowering in Arabidopsis
Richtlinien zur Einreichung von Proben
Direkte RNA-Sequenzierungsanalyse.
