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Genomics Tricorder Tech: nuevo genoma secuenciado y anotado de cianobacterias termófilas utilizando la plataforma de secuenciación Oxford Nanopore Technologies

Genomics Tricorder Tech: nuevo genoma secuenciado y anotado de cianobacterias termófilas utilizando la plataforma de secuenciación Oxford Nanopore Technologies

Dispositivo MinION™ en vista ampliada. 290 1 La celda de flujo se puede ver en el centro. En la parte superior hay una funda desenfundable 291. La parte inferior muestra el dispositivo USB 3.0.

Nota del editor: La tecnología Oxford Nanopore se ha utilizado varias veces en la Estación Espacial Internacional (ver Genómica, Proteómica, Bioinformática) para intentar ayudar a dilucidar los cambios en la función del genoma durante la exposición a las condiciones de los vuelos espaciales. Esta tecnología también se ha utilizado para rastrear el origen de enfermedades en áreas remotas, caracterizar extremófilos en la Antártida y estudiar fuentes de contaminación alimentaria. Mientras nos preparamos para el viaje del equipo remoto a otros mundos, las versiones avanzadas de este tipo de tecnología de secuenciación serán componentes esenciales del conjunto de herramientas de la tripulación.


En este proyecto, se probó e introdujo la plataforma de secuenciación de ADN MinION. Se ha demostrado que la secuenciación de próxima generación (NGS) no se limita a instalaciones básicas, sino que puede realizarse en un entorno de laboratorio estándar.

Esto hace que MinION sea adecuado para aplicaciones descentralizadas de detección, desarrollo y control de calidad de cepas en la industria biotecnológica. En el transcurso del Programa de Acceso Temprano MinION, el dispositivo se utilizó para secuenciar una nueva candidata a cianobacteria extremófila aislada de una fuente termal en Klein Barmen, Namibia. El nuevo ensamblaje del genoma del microorganismo dio como resultado un único cromosoma bacteriano sin espacios. Un análisis adicional mostró una variación/heterogeneidad significativa entre genomas relacionados. Esto confirma la naturaleza novedosa del genoma secuenciado.

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Los avances recientes en la tecnología de secuenciación de próxima generación han permitido la secuenciación de ADN descentralizada y de alto rendimiento. Oxford Nanopore Technologies™ es el primero en poner a disposición de un público científico más amplio su tan esperado secuenciador de ADN de nanoporos. La empresa seleccionó a varios investigadores (alrededor de 1.000) para la fase inicial de desarrollo y prueba beta. La cual fue la base inicial para este trabajo. Ha sido un gran honor ser miembro de la comunidad de acceso anticipado de MinION™ (MAP). Este capítulo se centrará en los antecedentes teóricos básicos para que el trabajo presentado sea comprensible. La primera sección comienza con la historia de la secuenciación de ADN y luego pasa al secuenciador de ADN Oxford Nanopore™ MinION™. La plataforma de microsecuenciación y su desempeño se presentarán y discutirán a lo largo del estudio. Al final de este capítulo se presentará el filo Cianobacterias.

Simulaciones MD de alfa-hemolisina de 232 kDa con ssDNA de Klaus Schulten et al. A la derecha hay una ilustración de los poros y el perfil actual generado por Wang.

Dispositivo Oxford Nanopore Technologies™ MinION™. Izquierda: una estación de trabajo con una plataforma portátil de secuenciación de ADN. Arriba a la derecha: Componentes del kit de secuenciación ONT para la preparación de bibliotecas. Abajo a la derecha: Diario de laboratorio con lista de verificación en papel para una documentación óptima y errores reducidos en la preparación de la biblioteca. Durante el estudio se desarrolló un instrumento con la ONT.

Árbol filogenético de cianobacterias Streptomyces (modificado con Adobe AI).

Secuenciación de novo del genoma y anotación de cianobacterias termófilas utilizando la plataforma de secuenciación de Oxford Nanopore Technologiesbiorxiv.org

Astrobiología

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Miembro del Explorers Club, ex director de carga útil de la Estación Espacial de EE. UU./Astrobiólogo, Exo-Teams, periodista, violador escalador, sinesteta, Na'Vi-Jedi-Freman-Buddhist-mix, ASL, veterano de la isla Devon y del campamento base del Everest (él/él ) 🖖🏻