基因芯片解决方案:预测基因组学工作流程

预测基因组学工作流程

人群分型项目正在推动精准医学决策和研究,从而改善医疗健康结果。许多国家政府和大型组织正在投资扩展分型基础设施,以支持个性化解决方案。

 

Axiom 解决方案包括一个技术平台,涵盖检测生化体系、自动和手工的靶标制备选项、多个芯片板格式,以及在 GeneTitan 多通道仪器上进行的芯片处理。该解决方案可用于人类遗传学研究和微生物组研究。

 

Axiom 检测及其工作流程从纯化的基因组 DNA 开始。第一个阶段为靶标制备,其流程为:第1天进行全基因组扩增;第2天进行 DNA 片段化并过夜沉淀;第3天将 DNA 重悬并为在芯片上的杂交做准备。最后,在 GeneTitan M多通道仪器上进行洗涤、连接和染色,然后对板进行扫描。靶标制备的目的是准备感兴趣的基因组靶标,使其能成功结合(即与芯片上合成的探针“杂交”),从而获得准确结果。杂交后,芯片处理包括洗去非特异性结合的 DNA,并扫描基因芯片板以检测感兴趣基因组靶标的荧光信号。最终,基因型在 Axiom Analysis Suite 中报告。


工作流程步骤

以下对每个步骤进行详细说明:

  • 全基因组扩增:由于起始基因组 DNA 的量通常有限且/或不可再得,且用于提取 DNA 的原始粗样本往往也有限或不可获得,因此需要对有限的起始基因组 DNA 进行扩增,以便产生足够的 DNA(包括感兴趣的靶标)用于与芯片板上合成的互补探针杂交。Axiom 检测要求用于全基因组扩增的总基因组 DNA 为 200 ng。该步骤在 37°C 的培养箱中约需 24 小时。
  • 片段化:将 DNA 切割成适合芯片杂交的片段大小。若 DNA 过长,可能无法结合。Axiom 检测使用的酶可随机切割生成 25 至 125 个碱基对(bp)的片段。
  • 沉淀:纯化并回收所有 DNA 片段。标准为过夜沉淀,但也可选择 3 小时沉淀以加快周转时间。
  •  杂交:DNA 片段与芯片上互补的探针序列配对。
  • 洗涤、连接、染色:在高严格性条件下洗去非特异性结合的目标,以尽量减少由随机连接事件产生的背景噪声。每个多态核苷酸位点通过在芯片表面进行的多色连接反应来检测。连接完成后,在 GeneTitan 多通道仪器上对芯片进行染色并成像。
  • 扫描:检测荧光信号
  • 数据分析:包括初级分析和二级分析。初级分析是生成基因型;二级分析则包括对这些基因型的进一步解读与分析,以了解样本群、基因、变异等信息。

 

上述步骤(不包括数据分析)已优化为缩短的两天工作流程——Axiom Propel Workflow,使得芯片可在第 2 天结束前完成扫描。此外,Axiom Propel 工作流程已优化以引入台式级的自动化设备,从而提高工作流程的通量,相比标准手工的 Axiom 2.0 检测,能够在两天内处理更多板数。


资源

白皮书

基因芯片从 A 到 Z —— 一项革命性解决方案的演进

基因芯片:预测基因组学的重要工具

视频

仅供研究使用。不得用于诊断程序。