Oxford Nanopore從2014年推出了首款的奈米孔測序儀以來,一直不斷地推陳出新;於2017年推出Direct RNA sequencing (DRS)測序方法;2019年發佈了新一代的R10測序晶片;2022年推出全新的V14試劑組搭配最新的R10.4.1測序晶片使用,同時更新升級DRS試劑組及測序晶片,原本DRS使用的晶片為與DNA測序所共用,升級後則為專門搭配DRS試劑組使用的RNA測序晶片。
Nanopore利用將蛋白質奈米孔嵌在具有電阻性的聚合物膜中,在膜上施加電壓形成電流通過奈米孔。RNA分子經由建庫後,接在RNA上的動力蛋白(Motor protein)會引導單股RNA穿過奈米孔蛋白,當不同的鹼基通過奈米孔時會造成電流擾動,引起不同程度的電流變化,藉由測定電流變化來辨識RNA序列。
R10版本的晶片採用全新設計的奈米孔蛋白,採用延長的構造中帶有雙讀取器,讀取器為對鹼基進行判定的結構;舊的R9晶片只有一個讀取器,無法精準辨識連續相同鹼基的序列。當RNA通過R10晶片的奈米孔時,會對同一鹼基進行二次判定,能夠大幅提升R9晶片的測序準確度至99%。升級後的DRS晶片除了具有上述的R10晶片特性外,奈米孔蛋白改良為RP4 Nanopore,試劑組中的動力蛋白也同步改為可與RP4專一作用的蛋白分子,藉此提高DRS的效率。
另外,與DNA測序不同的是,RNA分子通過奈米孔的方向為3’端往5’端移動,最後進行basecalling的分析演算法會自動將資料進行轉換,使序列以5’→3’方向呈現。總結來說,目前的DRS試劑組 (SQK-RNA004)搭配測序晶片 (FLO-PRO004RA),再加上sup-v5.0.0 basecalling演算法,使得RNA定序的準確度由Q14.5提升至Q18.8,DRS在Nanopore平台不僅有獨特性,加上不斷優化的準確性,在未來的應用及發展上應該具有高潛力的可看性!

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