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Qiagen開發基于分子索引技術的panel新產品

DATE:2016-08-06    來源:齊一生物科技(上海)有限公司    點擊數:

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Qiagen公司上周發布了一系列NGS panel和一項定制panel服務,它們都基于一項數字條形碼(digital barcoding)專利技術,公司表示這項技術可以確保在任一測序平臺上都能對DNA、RNA和miRNA進行無偏好性的準確定量。

Qiagen.jpg

分子索引技術的優勢

Schatz指出,現有的NGS panel設計方案還很不完美。他說,“當前的工作流程的效率和有效性一直受到早期的一些問題的阻礙,例如擴增過程中PCR重復的形成,以及不均勻的PCR反應引起的擴增偏好性?!?/span>

Qiagen最新的“分子索引(molecular indexing)”技術解決了這些問題,該技術可以在最初的靶向富集階段,在離散的DNA分子上添加條形碼標簽。這些標簽在后期通過與原始靶向DNA分子比對可以被分辨出,特異性標簽可以使用最高分辨率來定量。

Qiagen生命科學高級副總裁Brad Crutchfield表示,該技術還采用了單引物延伸步驟,使工作流程具有獨特的優勢。

Crutchfield說,“簡單來說,你可以在工作流程早期捕獲分子并標記,然后單引物擴增使你能夠在整個基因組中進行操作。這項技術可以測序那些不能測序的部分。其他技術需要雙重捕獲探針,因此你必須準確知道目標序列,這樣就使利用panel測序基因組中的某些部分變得非常困難?!?/span>

條形碼的使用還極大地提升了信噪比,使高敏感度的分析成為可能。QIAseq panel對突變檢測的靈敏度通常為1%,而小型靶向panel的檢測靈敏度有潛力達到約0.1%。

Crutchfield說,Qiagen公司自己開發了這項分子索引技術,但他們不是第一個采用這種策略進行靶向NGS的公司。去年,Cellular Research公司基于類似的技術,推出了Pixel基因表達譜平臺。此外,CellularResearch公司表示,計劃今年基于該技術推出一種大規模并行單細胞RNA測序方法。

另外,上個月紐約大學的研究人員發表了一種方法,稱為最大深度測序(maximum-depth sequencing),使用了誤差校對的測序方法在細胞群中檢測極罕見突變。該方法直接在感興趣的短序列上添加條形碼和接頭(adaptor)序列,使它可以被擴增并進行多次并行測序,以產生一致性序列。

Crutchfield表示,Qiagen公司的產品與其他方法的差異在于,條形碼試劑的性質,以及最重要的是單引物延伸步驟,這使panle的設計方法更加靈活。

Qiagen已經或計劃推出的產品

Qiagen利用該技術推出了四款QIAseq產品:QIAseq靶向DNA panel,檢測低頻基因變異和具有挑戰性的基因組區域,例如高GC區;靶向RNAscan panel,進行RNA文庫測序,靈敏并定量地檢測已知的和新的基因融合;miRNA NGS試劑盒,解決了多余測序reads的污染問題;靶向RNAseq試劑盒,僅需要10ng的RNA就可以進行1000個靶基因的表達研究。

這些產品不依賴于特定平臺,基本上可以在任一商業測序平臺上運行,目前大部分驗證工作都是在Illumina平臺上完成的。Crutchfield說,“我們的microRNA panel不能在Thermo Fisher Scientific公司的Ion Torrent平臺上運行,運行時存在一些讀長問題,但是其他的panel可以在這個平臺上運行?!?/span>

除了這些產品外,Qiagen還利用早前驗證的6萬多個基因靶點數據,提供定制panel設計服務。Qiagen還計劃進一步將分子索引技術整合到在GeneReader測序平臺上使用的NGSpanel中。GeneReader測序平臺已經商業化推出并且不久后有四種相關的panel推出:QIAact Breast Panel和QIAact Lung Panel,這兩個panel將在年底發布,QIAact Onco-HemePanel和Gene Expression Signatures Panel,將在2017年發布。

Qiagen新推出的NGS產品在福爾馬林固定石蠟包埋(FFPE)的組織樣本和液體活檢樣本(包括循環腫瘤細胞和游離DNA樣本)中均得到了驗證。

Qiagen試劑盒.jpgQiagen試劑盒.jpg

盡管FFPE樣本中的基因組成分稀少或降解,分子索引技術對FFPE樣本非常有用。但和許多公司一樣,Qiagen認為液體活檢市場真正地需要創新的NGS技術,因此Qiagen公司計劃今年下半年發布兩款液體活檢相關的產品。

Qiagen即將發布利用游離DNA的PAXGene血液系統,Schatz說,“我們希望能夠復制在PAXGene Blood RNAse和DNAase系統以及組織RNA方案上取得的成功。游離DNA產品對產前檢測和癌癥研究而言是一個突破。我們利用專業知識進行創新,把血液樣本收集過程和游離DNA穩定過程相結合,進而確保實現無偏好性和靶向的DNA純化?!?/span>

公司將進入單細胞NGS分析市場。Schatz說,“目前的挑戰是樣本和數據有限。我們正在推出新的無需PCR的工作流程,利用獨特的乘法方法和高效的文庫構建技術進行高度精確的測序?!?/span>

公司沒有提供這些產品發布的具體時間表。Crutchfield說,“我們將繼續開發游離DNA、循環腫瘤細胞等各種液體活檢制樣技術相關的產品線。我們已經開發了一系列用于全基因組和轉錄組測序的文庫制備產品?,F在,我們有從樣本制備到數據分析的最全面及差異化的NGS解決方案?!?/span>


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