Het belangrijkste verschil tussen nanopore en illumina-sequencing is dat nanopore-sequencing een sequencing-techniek van de derde generatie is die een nanopore gebruikt om de sequentie van een DNA-molecuul te detecteren, terwijl illumina-sequencing een sequencing-techniek van de tweede generatie is die omkeerbare dye terminators-technologie om de volgorde van een DNA-molecuul te detecteren.
DNA-sequencing is de bepaling van een precieze nucleotide- of basenvolgorde van een DNA-molecuul. Er zijn veel snelle methoden om nucleïnezuursequenties te bepalen die biologische en medische onderzoeksontdekkingen versnellen. Een van de eerste technieken voor DNA-sequencing (Sanger-sequencing) werd in 1975 ontwikkeld door Frederick Sanger door een primerverlengingsstrategie toe te passen in het MRC Centre, Cambridge, VK. Tegenwoordig behoren de meeste technieken voor snelle DNA-sequencing tot de categorieën van DNA-sequencing van de tweede generatie (next-generation) en derde generatie. Nanopore- en illumina-sequencing zijn twee van dergelijke nieuwe DNA-technologieën.
Wat is Nanopore Sequencing?
Nanopore-sequencing is een sequencing-techniek van de derde generatie die een eiwit-nanoporie gebruikt om de nucleïnezuursequentie van een DNA-molecuul te detecteren. Bij nanopore-sequencing verandert het DNA dat door de nanopore gaat, van stroom. Deze verandering hangt af van de vorm, grootte en lengte van de DNA-sequentie. Het resulterende signaal wordt gedecodeerd om de specifieke DNA- of RNA-sequentie te krijgen. Deze methode vereist geen gemodificeerde nucleotiden en werkt in re altime.
Figuur 01: Nanopore Sequencing
Oxford Nanopore Technologies is een populair bedrijf dat talloze nanopore-sequencing-apparaten produceert. De meeste Oxford Nanopore-sequencing-apparaten hebben stroomcellen. Deze stroomcel heeft een aantal kleine nanoporiën die zijn ingebed in een elektrobestendig membraan. Elke nanoporie komt overeen met zijn eigen elektrode. Deze elektrode is verbonden met een kanaal en een sensorchip. Deze elektrode meet de elektrische stroom die door de nanoporie vloeit. Wanneer een molecuul door een nanoporie gaat, verandert de stroom of wordt deze verstoord. Bovendien levert deze verstoring een kenmerkende kronkel op. Deze kronkel wordt vervolgens gedecodeerd om de DNA- of RNA-sequentie in re altime te bepalen.
Wat is Illumina-sequencing?
Illumina-sequencing is een sequencing-techniek van de tweede generatie die omkeerbare kleurstofterminators-technologie gebruikt om de sequentie van DNA-moleculen te detecteren. Het bedrijf Solexa, nu onderdeel van het bedrijf Illumina, werd opgericht in 1998. Dit bedrijf vond deze sequencingmethode uit op basis van omkeerbare kleurstofterminatortechnologie en gemanipuleerde polymerasen.
Figuur 02: Illumina-reeksen
In de illumina-sequencingmethode wordt het monster eerst in korte secties gesplitst. Daarom worden bij illumina-sequencing aan het begin korte uitlezingen of fragmenten van 100-150 bp gemaakt. Deze fragmenten worden vervolgens geligeerd aan generieke adapters en aan een objectglaasje gehecht. PCR wordt uitgevoerd om elk fragment te amplificeren. Hierdoor ontstaat een plek met veel kopieën van hetzelfde fragment. Later worden ze gescheiden in enkelstrengs en onderworpen aan sequencing. Het sequencing-glaasje bevat fluorescent gelabelde nucleotiden, DNA-polymerase en een terminator. Vanwege de terminator wordt er slechts één base tegelijk toegevoegd. Elke cyclusterminator wordt verwijderd en maakt het mogelijk om de volgende basis aan de site toe te voegen. Bovendien detecteert de computer op basis van fluorescerende signalen de in elke cyclus toegevoegde base. Illumina-sequencingtechnologie construeert de sequentie binnen 4 tot 56 uur.
Wat zijn de overeenkomsten tussen Nanopore en Illumina-sequencing?
- Nanopore en illumina-sequencing zijn twee sequencing-technieken.
- Beide zijn snelle en nieuwe sequencing-methoden.
- Ze worden gebruikt om DNA- en RNA-sequenties te detecteren.
- Beide hebben een hoge nauwkeurigheid.
Wat is het verschil tussen Nanopore en Illumina Sequencing?
Nanoporie-sequencing is een sequencing-techniek van de derde generatie die een nanopore gebruikt om de sequentie van DNA-moleculen te detecteren. Illumina-sequencing daarentegen is een sequencing-techniek van de tweede generatie die omkeerbare kleurstofterminators-technologie gebruikt om de sequentie van DNA-moleculen te detecteren. o, dit is het belangrijkste verschil tussen nanopore en illumina-sequencing. Bovendien heeft nanopore-sequencing een nauwkeurigheid van 92-97%, terwijl illumina-sequencing een nauwkeurigheid van 99% heeft.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen nanopore- en illumina-sequencing in tabelvorm.
Samenvatting – Nanopore vs Illumina-sequencing
Sequencing-technieken met hoge doorvoer omvatten sequencing-methoden van de tweede generatie (short-read) en derde generatie (long-read). Nanopore en illumina-sequencing zijn twee nieuwe DNA-technologieën die behoren tot de categorieën van DNA-sequencing van de derde generatie en de tweede generatie (next-generation). Nanopore-sequencing maakt gebruik van een nanopore om de volgorde van DNA-moleculen te detecteren. Aan de andere kant maakt illumina-sequencing gebruik van omkeerbare dye-terminators-technologie om de sequentie van DNA-moleculen te detecteren. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen nanopore en illumina-sequencing.
