Технология нанопорового секвенирования становится дешевле и доступнее

Компания Oxford Nanopore Technologies объявила, что в продажу поступают адапторы для платформ секвенирования MinIon и GridIon. Адапторы Flongle (flow cell dongle —«ключ проточной ячейки») позволят использовать одноразовые проточные ячейки, содержащие всего 126 каналов, для маломасштабных экспериментов с низкими затратами. Flongle использует ту же технологию секвенирования, что и другие устройства Oxford Nanopore, обеспечивая получение данных в режиме реального времени, прямое секвенирование и протяженные риды. Oxford Nanopore начала работать над адапторами еще в 2016 году. Последние несколько месяцев устройство тестировали клиенты с ранним доступом.

На данный момент клиенты могут приобрести Flongle за 5 250 долларов; в цену входят адаптор и 48 ячеек Flongle, и предполагается, что у пользователя уже есть MinIon или GridIon. В дальнейшем компания планирует продавать проточные ячейки отдельно, по 90 долларов США за пару, а также сформирует пакеты Flongle + MinIon, Flongle + GridIon и Flongle + MinIon Mk1C (новый секвенатор Oxford Nanopore).

На сайте производителя говорится, что одноразовые ячейки Flongle могут генерировать до 1,8 Гб данных, а в будущем объем превысит 3 Гб. Однако большинство пользователей в своих экспериментах создали меньше данных. Oxford Nanopore отмечает, что интерес к адаптору еще до выпуска был высоким, и указывает, что будет «стараться соответствовать графику поставок», однако не сообщает, какая доля существующих клиентов, имеющих MinIon или GridIon, планирует приобрести адаптор.

Пользователи с ранним доступом отмечают, что данные от проточных ячеек Flongle и других ячеек компании очень похожи, но выход у Flongle ниже, поскольку у них только 126 каналов (для сравнения, у ячейки MinIon — 512). При этом ячейки Flongle более удобны, потому что не требуют прайминга — удалены несколько шагов пипетирования, которые могут приводить к ошибкам. Oxford Nanopore заявила, что в дальнейшем и другие ячейки будут делаться по такому принципу.

Некоторые клиентов с ранним доступом планируют использовать Flongle для разработки и тестирования новых приложений нанопорового секвенирования, поскольку стоимость намного ниже, чем у проточной ячейки MinIon, и нет необходимости в мультиплексировании образцов ради экономии средств. Например, Уильям Джек, специалист по патологии желудочно-кишечного тракта из Больницы Бригам-энд-Уимен, разрабатывает тест на слияние генов при саркомах и гематологических злокачественных новообразованиях на базе MinIon. Он считает, что ячейки Flongle прекрасно подходят для клинических применений: «Основное преимущество заключается в том, что выполнение теста невероятно быстро, а стоимость каждого образца очень низкая». Его анализ, основанный на секвенировании ампликонов, не требует большого количества данных, поэтому менее высокий выход Flongle не создает проблем, а высокая скорость получения данных позволят быстрее создать тест. «Мы до сих пор не могли этого сделать, потому что секвенирование стоит 1000 доларов на каждую проточную ячейку [MinIon], итерация на этой машине была дорогой. Итерация на проточной ячейке в 100 долларов неожиданно стала более реальной», — сказал он.

Мэтт Луз, доцент Школы естественных наук в Университете Ноттингема, протестировал около 20 проточных ячеек Flongle, в том числе секвенировал образцы, приготовленные по новым протоколам экстракции ДНК для длинных ридов. Эти протоколы разрабатывают в его лаборатории, входящей в Long Read Club. «Нам не нужно секвенировать десятки гигабаз, чтобы увидеть, как работает наш метод», — сказал он. Кроме того, он использовал Flongle для тестирования протокола захвата участка генома с помощью CRISPR-Cas9. «На самом деле нам не нужно запускать полную проточную ячейку MinIon для проектов такого типа», — сказал Луз.

По его словам, в запусках, которые не фокусировались на конкретной мишени или получении сверхдлинных ридов, его лаборатория получала выходы от 600 Мб до 1 Гб на ячейку Flongle. «На этапе раннего доступа к любой из этих технологий иногда у чипов бывает не так много [активных] пор, как хотелось бы», — сказал он. — Но даже в этом случае мы могли делать такие вещи, как секвенирование длинных ПЦР-продуктов, где достаточно получить пару тысяч считываний, чтобы ответить на вопрос. Таким образом, если вы не ожидаете огромного количества данных, они действительно хороши».

Он и другие пользователи обнаружили, что Flongle полезен для контроля качества библиотек секвенирования перед запуском MinIon, GridIon или PromethIon. Как сервис-центр секвенирования PromethIon, лаборатория Луза часто получает образцы неизвестного качества, и проверка библиотек на Flongle оказалась весьма актуальной. Они предлагают включить эту опцию в сервисное предложение PromethIon. Луз также обнаружил, что выход от прогона Flongle предсказывает выход, который удастся получить от больших проточных ячеек: «Если вы возьмете тот же самый образец, запустите его на Flongle и получите 1 Гб, то ожидайте от 10 до 15 Гб на Минион и, вероятно, более 100 Гб на Прометион».

Марк Эйксон, профессор биомолекулярной инженерии в Университете Калифорнии в Санта-Крузе, считает, что Flongle идеально подойдет для обучения студентов технологии нанопорового секвенирования, прежде чем они начнут использовать MinIon или PromethIon. Джон Тайсон (Университет Британской Колумбии) тоже отметил, что Flongle пригодится для преподавания и обучения: «Flongle дошел до цены, которую люди будут рады заплатить за обучение старшеклассников». В лаборатории Тайсона четыре секвенатора MinIon, они протестировали четыре ячейки Flongle, используя их для проверки последовательностей клонов и секвенирования ампликонов, чтобы посмотреть варианты сплайсинга. Выход колебался от 600 Мб до рекордных 1,8 Гб.

Тайсон говорит, что легко может представить Flongle среди стандартных инструментов молекулярного биолога, таких как настольная центрифуга или мешалка. Как и другие комментаторы, он ожидает дальнейшего падения цен на адаптеры Flongle и проточные ячейки: «На данный момент это, вероятно, все еще слишком дорого. Я бы хотел, чтобы это было дешевле. Это из тех вещей, которые можно легко развернуть в полевых условиях».