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Das folgende Der Reihe nach ordnen Folgend-GEN

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Ergänzende Technologien kombinieren mit dem zukünftigen Der Reihe nach ordnen im Kampf gegen Krebs und andere Krankheiten.

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Fortschritte im zukünftigen Der Reihe nach ordnen (NGS) haben die Kosten des Der Reihe nach ordnens gesenkt und einer dramatischen Zunahme in der Zahl Studien über den Feldern der Grundlagenforschung, der angewandten Forschung und der molekularen Diagnosen ermöglicht.

Jedoch mit NGS Technologien, ist Reihenfolge und Genomvollenden Zeit raubend und teuer. Techniken Folgend-GEN beruhen auf kurz-lesen Daten, die schwierig ist, mit dem Ergebnis der Datenabstände, des Versatzes und der falschen Reihenfolgen zusammenzubauen. Die angrenzenden Reihenfolgen von DNA eine Übereinstimmungsreihenfolge darstellend, die von überschneidenkurzschluß zusammengebaut wird, liest werden benannt contigs. Contigs baute vom Kurzschluss liest Resultat in den unvollständigen Darstellungen zusammen. In Ermangelung der weit reichenden strukturellen Informationen werden Technologien FolgendgEN auf die Analyse der kurzen Reihenfolgenvarianten begrenzt. Wo NGS Plattformen liefern, kurz-lasen Reihenfolgeninformationen, dem Verständnis der kleinen Varianten ermöglichend, zusätzliche Technologien, werden angefordert, um die weit reichenden strukturellen Informationen, die in der Studie von Krankheiten wichtig ist, wie Krebs zur Verfügung zu stellen.

Viele Arten Genänderungen können in Krebs auftreten, von den einzelnen Nukleotidvarianten oder von den Punktveränderungen zu den großen strukturellen Abweichungen, resultierend aus Bruchstellen zwischen mehrfachen Chromosomen, häufig Hunderte Unterseiten zu den 10 Tausenden Unterseiten in der Länge. Strukturelle Varianten umfassen Kopienzahlvarianten, -verdopplungen und -auslassungen, die die Zahl Kopien eines Segments des Genoms sowie ausgeglichene Neuordnungen, Umstellungen und Versetzungen ändern, die nicht die Kopienzahl des Genoms ändern. Eine weithin bekannte Eigenschaft der Krebsgenome ist, dass sie häufig in ihrer chromosomalen Struktur durch Einfügungen, Auslassungen, Versetzungen und Umstellungen der chromosomalen Segmente geändert werden. Diese großräumigen strukturellen Veränderungen ändern die Gene auf Arten, die zum Anfang von Krebs und von seiner Weiterentwicklung kritisch sein können.

Neue Technologie

Die Technologien, zum der strukturellen Varianten zu studieren haben drastisch seit 2004 verbessert. Zuerst wurden die nur Varianten, die genug, direkt auf Chromosomen sichtbar gemacht zu werden groß sind, unter Verwendung der cytogenetischen Techniken wie Leuchtstoff in-situanstrich der hybridation (FISCH) und des Chromosoms studiert. 2004 ermöglichte der Gebrauch von microarray-gegründeten Techniken wie vergleichbarer genomic Hybridation der Reihe (aCGH) der ersten Genom-breiten Studie der strukturellen Varianten im menschlichen Genom. Jedoch weil aCGH das Kopienzahlverhältnis (Unterschied zwischen Test und Bezugsgenom) misst, ist- es für die Entdeckung von Kopienzahlvarianten nur nützlich (Einfügungen und Auslassungen). Dieses ist eine große Beschränkung. NGS Systeme nähern sich der Kennzeichnung der strukturellen Varianten entweder durch de Novoder reihe nach ordnen und Zusammenbau eines Genoms oder durch das Resequencing und Vergleich zu einem Bezugsgenom. De Novo, den Ansätze unter leiden, kurz-las die Längen, unzulänglich, große strukturelle Varianten, sogar mit sehr hoher Abdeckung zu überspannen. Resequencing Ansätze oder Übereinstimmen? liest? zu einem Bezugsgenom leiden Sie unter ähnlichen Ausgaben, wie die Annäherung denovo wegen kurz-las und Produktion von mit Folgefehlern sowie falsche Bezugs liest. Als Evan Eichler gemerkt in einem Natur-Methodenartikel 2012? Das Der Reihe nach ordnen des folgenden Erzeugung deckt neue Veränderung auf, aber es gewann? t ist in der Lage, alles zu finden? es liefert noch viele Kunstprodukte, die Forscher auf wilden Gansverfolgungen senden können, und es übersieht viele Varianten.?

Um dieses zu bekämpfen, entwickelte Nabsys ein Festkörpermaß der einzelnen DNA-Moleküle, ähnlich einem elektronischen Span des Computers, der auf Handelselektronischen Geräten gefunden wurde, ausgenommen DNA-Moleküle physikalisch den Span durchfließen und elektronisch gelesen werden während sie überschreiten. DNA versetzt durch das nanochannel mit einer Rate von eine Million Unterseiten pro Sekunde, pro Kanal. Die elektronische Abfragung verwendet die Markierungen oder Umbauten, die in Abständen unterhalb der Beugungsgrenze auf Licht gesetzt werden. Die Technologie bietet eine wirkungsvolle Annäherung an, um Genom-breite Positionsdiagramme herzustellen, um zu validieren kurz-las zusammengebaute contigs, unterstützt in der Folge den Zusammenbau von FolgendgEN Daten der Reihe nach ordnend oder strukturelle Abweichungen zu identifizierenen und zu analysieren. Der Halbleiter-gegründete Rahmen bedeutet, dass die Technologie ersteigbar ist und massenproduziert, weiter sein kann, ihn von der genomic Forschung in molekulare Diagnosen und in aufgefangene-dislozierbare Anwendungen, wie Ausbruchüberwachung und Lebensmittelsicherheit verlängernd. Der größte Vorteil zur Annäherung ist die Fähigkeit, Probe gelesene Länge von 10 Tausenden zu den Hunderten Tausenden Unterseiten in der Länge zu verwenden.

Krebs und Cytogenetik

Die Studie Krebses bleibt wegen zwei Schlüsseleigenschaften der Krebsgenome schwierig? Aneuploidie und Uneinheitlichkeit. Aneuploid Genome resultieren aus den vielen Verdopplungen, den Auslassungen und den chromosomalen Neuordnungen, die auftreten und verursachen Veränderung in der Zahl Kopien der spezifischen Regionen der Chromosomen oder der vollständigen Chromosomen. Häufig sind diese Neuordnungen klein und schwierig, durch gegenwärtige Technologien zu identifizierenen. Stattdessen muss eine neuere Technik, die lang-lesen Länge von größer zur Verfügung stellt, Kb als 200 verwendet werden. Beim Beschäftigen Aneuploidiegenome, kann diese Art der Technik Daten zur Verfügung stellen, die viele großräumigen strukturellen Neuordnungen überspannt.

Der zweite Faktor, der Forschung beeinflußt, ist, dass Krebs von Natur aus eine heterogene Mischung der Zellen (normal und krebsartig) mit Standardchromosomen und möglicherweise Tumorzellen ist. Gegenwärtige Ansätze an das Krebsgenom, das Versuch der Reihe nach ordnet, um strukturelle Varianten in den Krebszellen von einer Mischbevölkerung der Zellen zu ermitteln. Diese Annäherung prüft schwieriges für die Bestimmung der körperlichen Veränderungen und schwierigeres für Veränderungen, die in der Bevölkerung der Tumorzellen selten sind. Aber ergänzende NGS Technologie bietet zutreffende einzelne Molekülabfragung, mit der Fähigkeit, ein durchschnittliches Signal von vielen DNA-Molekülen zu nehmen und ein Signal von einem einzelnen DNA-Molekül zu erhalten an und so kennzeichnet die Uneinheitlichkeit, die in der Mischprobe sein konnte.

Cytogenetik ist die Studie der Chromosomstrukturen und genomic Abweichungen, die Krankheit verursachen. Die Zahl und das Aussehen Chromosomen ist traditionsgemäß durch das Karyotyping, eine Methode des Befleckens der Chromosomen mit Färbung, um Muster der hellen und dunklen Bänder zu verursachen analysiert worden, die unter ein Leuchtstoffmikroskop gesehen werden können. Obgleich karyotyping als die Goldaktie in der Cytogenetik gilt, kann die Technologie Zeit raubend, teuer, subjektiv sein und hat arme Entschließung. FISCH wurde als Anpassung der klassischen Cytogenetik entwickelt, die gerichtete Prüfspitzen benutzt, um spezifische chromosomale Ereignisse zu analysieren. Verglichen mit dem Karyotyping, hat FISCH die feiner gegliederten und kürzeren Abfertigungszeiten; jedoch werden wichtige Informationen über das gesamte Genom verfehlt, da nur gerichtete Positionen geprüft werden. Seit 2010 haben Cytogeneticists das herkömmliche Karyotyping ersetzt und Verkleidungen mit microarray-gegründeten Diagnosen FISCHEN, die die DNA-Prüfspitzen benutzen, die zu den Objektträgern gesprungen werden, um Chromosomen zu analysieren. Kleiden-gegründete vergleichbare genomic Technologie der Hybridation (aCGH) bietet einen halbautomatisierten Test für Genom-breite Siebung an, mit Entschließung und spezifischen Regionen umfaßte Abhängigen auf der Zahl und Art der Prüfspitzen auf der Reihe. Aber, aCGH hat einige Nachteile, einschließlich die Unfähigkeit, alle Arten genomic Veränderungen (z.B., ausgewogene Versetzungen) und niedrige Entschließung zu analysieren wegen der beschränkten Anzahl, der Länge und des Abstandes der Prüfspitzen auf der Reihe.

Nabsys entwickelt sich? elektronisches Karyotyping? als molekulares Diagnosewerkzeug, zum der bestehenden cytogenetischen Technologien in einer einzelnen Probe zu ersetzen. Die elektronische karyotyping Annäherung ist die Anerkennung, die die elektronischen Diagramme der Prüfspitzenpositionen, die erzeugt werden, indem sie Nabsys Positional der Reihe nach ordnen, einfach Muster sind, die direkt den Mustern des chromosomalen Befleckens verwendet für das Karyotyping analog sind? dennoch mit viel feiner gegliedertem und in gewissem Sinne erzeugt, das völlig automatisiert wird, dem Rapid, verhältnismäßig preiswertem und vollständig objektiv. Jede chromosomale Region hat ein eindeutiges Muster der Prüfspitzenschwergängigkeit und ein entsprechendes elektronisches Profil, das in der gleichen großräumigen strukturellen Veränderung der Weise genau verwendet werden kann, wird mit dem traditionellen Karyotyping sichtbar gemacht.

Verbessertes Verständnis der Mechanismen hinter Krankheiten wie Krebs verbessert erheblich, wie unsere Fähigkeit, die Kreation und die Funktion der großräumigen strukturellen Schwankungen dieser Krankheitbereiche zu studieren und zu verstehen tut. Ähnlich, wie das Aufkommen von DNAmicroarrays drastisch verbesserte, unserem Verständnis der kleinräumigen strukturellen Varianten durch Genom-breite Verbindung studiert (GWAS), Technologien, die direkter Analyse der sehr großen Probe lesen Längen und können weiter reichende Informationen im Konzert mit gegenwärtigen NGS Daten erzeugen, ermöglichen GWAS Studien der großräumigen strukturellen Varianten im menschlichen Genom ermöglichen.

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