03 marker phân tử và thu nhận chúng sinh thai hoc phan tu - ts tran hoang dung

1. SINH THÁI HỌC
PHÂN TỬ
Phần 3: Các kỹ thuật sinh học phân tử
TS Trần Hoàng Dũng
tranhoangdung1975@yahoo.com
ĐT: 01222999537

2. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Tốc độ di chuyển của điện trường phụ thuộc vào điện tích phân
tử
 Kỹ thuật hóa sinh đầu tiên được dùng rộng rãi trong di truyền
học quần thể: Drosophila pseudoobscura (Lewontin & Hubby
1966); người (Harris 1966)

3. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Chỉ cần một acid amin thay đổi cũng thay đổi điện tích protein và
ảnh hưởng khả năng di chuyển. Khoảng 30% số kiểu thay thế gây
ra thay đổi quan sát được.
 Các phiên bản protein khác nhau có thể phân biệt bằng điện di
được gọi là allele
 Thay đổi nucleotide chưa chắc làm thay đổi acid amin (do sự
thoái hóa bộ mã di truyền) –> đột biến thay thế đồng nghĩa và dị
nghĩa
 Điện di chỉ có thể nhận diện được một phần rất nhỏ trong toàn
bộ đa dạng di truyền

4. Điện di protein – allozyme và
isozyme
Tính đồng chất của mô hoặc toàn bộ cơ thể sống
 Điện di
 Tinh bột
 Cellulose acetate
 Acrylamide
 Nhuộm đặc hiệu
 Enzyme (hàng chục loại)
 Hemoglobin
 Transferrin

5. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Một số enzyme được mã hóa bởi nhiều gene (locus) và sản phẩm
protein tạo ra có thể được phân biệt bởi gel
 Kiểu băng điện di – protein đơn phân

6. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Nhiều protein là nhị phân hoặc tứ phân – các tiểu đơn vị được mã hóa bởi 1 gene
 Kiểu băng dị hợp tử – protein nhị phân
Nhị phân – dị hợp tử 3 băng
Tứ phân – dị hợp tử 5 băng

7. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Ưu điểm:
 Có thể khảo sát lượng lớn locus (30 – 50 locus)
 Chi phí thấp
 Dùng di truyền Mendel đơn giản
 Phương pháp phân tích hoàn thiện
 Có thể khảo cứu hầu hết các nhóm phân loài (taxon)
 Ứng dụng:
 Đánh giá đa dạng di truyền
 Khác biệt di truyền giữa các quần thể
 Nghiên cứu ảnh hưởng của chọn lọc tự nhiên

8. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Nhược điểm:
 Thường có độ đa dạng hạn chế
 Có thể chịu chọn lọc (nhiều ứng dụng cần có marker trung tính)
 Khó so sánh kết quả giữa các nhóm nghiên cứu
 Không dễ tự động hóa
 Cần mô tươi hoặc đông lạnh
 Hầu như luôn làm thương tổn mẫu lấy, vì vậy khó dùng cho các sinh
vật hiếm và cần bảo vệ

9. Điện di protein – allozyme và
isozyme
 Kỹ thuật đầu tiên cung cấp dữ liệu đáng tin cậy về mức độ đa
dạng di truyền trong tự nhiên
 Đã thực hiện trong hàng nghìn nghiên cứu trên tất cả nhóm phân
loài
 Khó có thể ước tính quá mức về mức độ quan trọng lý thuyết lẫn
thực tế (thuyết tiến hóa phân tử trung tính, thích nghi phân tử,
đồng hồ phân tử, phân tích cha mẹ, sinh học bảo tồn, thực thi
luật bảo tồn,...)
 Đã được thay thế bởi kỹ thuật dựa trên DNA

10. Kỹ thuật dựa trên DNA
 Tiếp cận được độ đa dạng di truyền thực thụ
 Hầu như không giới hạn số lượng marker
 Áp dụng cho mọi sinh vật
 Có nhiều loại, tùy vào vấn đề cần nghiên cứu
 Hầu như đều phải dùng PCR
 Thường không gây xâm hại và phá hoại mẫu lấy
 Có thể được tự động hóa và tiểu hình hóa

11. Các bước phân tích DNA

12. Lấy mẫu để phân tích di truyền
 Phương pháp làm xâm hại –
lấy lượng lớn DNA
 Gây phá hủy (phải làm chết
cá thể)
 Không phá hủy (lấy mẫu
tóc, máu, lông, mô, mẫu
lá,...)
 Phương pháp không xâm hại
– lấy lượng nhỏ DNA chất
lượng thấp
 Thu thập mẫu dấu vết sinh
học (lông, tóc, phân, máu,
…)
Các phương pháp lưu trữ phù hợp:
làm khô, đông lạnh, giữ trong cồn, chất đệm,...

13. Tách chiết DNA
 Phá hủy cơ chất ngoại bào, phân giải vách tế bào
 Nghiền mịn bằng cơ học
 Làm mịn bằng nitơ lỏng
 Xử lý bằng chitinase
 Phân giải bằng Proteinase K
 Phân giải tế bào
 Dùng chất tẩy rửa trong chất đệm hơi kiềm
 Làm tinh sạch DNA – loại bỏ protein, lipid, đường
 Tách chiết hữu cơ (phenol/chloroform) hay gây kết tủa bằng muối, sau đó làm
tủa DNA bằng cồn
 Gắn kết DNA trên các cột silica
 Lưu trữ DNA
 Ở 4oC hoặc -20oC, trong chất đệm hơi kiềm, nồng độ thấp, có chứa EDTA (ion
Mg2+ có vòng càng cua)

14. Tách chiết DNA
 Nhiều bộ dụng cụ có trên thị trường
 Chọn cách tách chiết nào tùy thuộc vào:
 Loài sinh vật
 Loại mô
 Chất lượng vật liệu ban đầu
 Điều kiện lưu trữ & bảo quản
 Đòi hỏi về chất lượng & số lượng DNA
 Có thể tách chiết DNA từ hóa thạch
 ~500000 năm từ mẫu trong băng, vài vạn năm từ mẫu hóa thạch
 Chỉ lấy được các đoạn rất ngắn, vài chục bp
 Có yêu cầu rất cao về trình độ kỹ thuật, đòi hỏi các cơ sở chuyên biệt
 Dễ nhiễm bẩn với các DNA thời hiện đại –> cần quy trình kiểm soát nhiều
bước

15. Đánh giá chất lượng và số lượng
DNA tách chiết
 Điện di gel agarose nồng độ thấp (0,5 – 1 %)
 Nhuộm DNA bằng ethidium bromide hoặc các chất khác ít độc
hơn (SYBR Gold, SYBR Safe, Gel Red...) và chụp hình dưới tia tử
ngoại

16. Đánh giá chất lượng và số lượng
DNA tách chiết Máy đo phổ
 Định lượng: độ hấp thu ở bước sóng 260nm
 Độ tinh sạch: dùng cho DNA tinh sạch
A260/A280 trong khoảng 1,8 – 2,0,
A260/A230 > 2,0
 Đo đạc trên 1μl dịch chiết DNA ở nồng độ 3 –
3000 ng/μl
 Có thể dùng PCR thời gian thực để đo đạc
các nồng độ DNA thấp, hoặc dùng máy đo
huỳnh quang sau khi nhuộm các thuốc
nhuộm huỳnh quang (vd PicoGreen)
 Có các phương pháp đo chuyên dùng cho
RNA hoặc DNA

17. Cần bao nhiêu DNA,
chất lượng ra sao
 Tùy thuộc vào số phiên bản bộ gene trong dịch chiết
 Tế bào vi khuẩn: ~ 106 – 107 bp = 1 – 10 fg (1 – 10 x 10-15 g) DNA
 Tế bào người: ~ 6 x 109 bp = 6 pg (6 x 10-12 g) DNA
 Dịch chiết “thông thường” từ mô thú (200 μl máu, 107 tế bào, 10
– 25 mg mô): 4 – 30 μg (4 – 30 x 10-6 g) DNA
 Một phản ứng PCR cần 1 – 100 ng DNA thú, 1 micro dịch chiết đủ
cho > 1000 PCR
 Nguyên liệu đầu vào tốt, phương pháp tách chiết tiêu chuẩn – >
~ 10 – 20 kbp – > đủ cho phần lớn ứng dụng
 DNA bị hư hại nặng (các đoạn vài chục đến vài trăm bp) đôi khi
cũng được dùng trong PCR – làm tăng nguy cơ nhiễm bẩn

18. Khuếch đại toàn bộ bộ gene
 Làm sao để thu được lượng lớn DNA và sản phẩm khuếch đại không
thiên lệch từ một lượng rất nhỏ DNA ban đầu ?
 Sản phẩm khuếch đại có chất lượng bằng với DNA gốc (thực ra là kém
hơn chút)
 Khuếch đại đẳng nhiệt sử dụng DNA polymerase của thực khuẩn thể
φ29 với khả năng tháo mạch DNA
 Dùng mồi với các
lục phân ngẫu nhiên
 Có thể dùng cho
các đoạn dài đến 100kbp
 Không có giới hạn trên
cho mức khuếch đại
 Có thể khuếch đại từ
một tế bào đơn
 Tỉ lệ sai sót thấp (10-6)

19. Tách chiết RNA
 Phân tích biểu hiện – gene đơn và hệ sản phẩm phiên mã
(transcriptome)
 Nhận diện tính đa hình nucleotide đơn (SNP) ở các vùng
chức năng
 Thẻ trình tự biểu hiện (EST)
 Giải trình tự toàn bộ hệ sản phẩm phiên mã và lắp ráp từ
bước đầu
 Giải trình tự hệ sản phẩm phiên mã cung cấp nhanh chóng
một lượng lớn thông tin của các loài chưa biết đến nhiều
với bộ gene lớn và phức tạp

20. Tách chiết RNA
 RNA kém bền hơn DNA
 RNAase tồn tại phổ biến, rất khó bất hoạt
 Mô phải được làm đông khô sâu hoặc lưu trữ trong chất
làm chậm RNA (RNAlater®)
 Nghiền trộn đều
 Phương pháp tách chiết
 Tách chiết hữu cơ:
phenol – chloroform –
guanidinium thiocyanate,
TRIzol, RNAzol
 Silica và một số loại cột khác

21. Đánh giá lượng và
độ toàn vẹn của RNA
 Máy đo phổ – tương tự chỉ cho lượng DNA và RNA
 Điện di gel agarose – băng 18S và 28S RNA riêng biệt – độ toàn vẹn
 Chip dùng cho phòng thí nghiệp – Bioanalyzer – lượng lẫn độ toàn vẹn

22. Định dạng RNA và Bioanalyzer

23. Định dạng DNA –
dấu vân tay DNA
 Phân giải DNA toàn bộ gene bằng enzyme cắt giới hạn
 Tách bạch các sản phẩm bằng điện di trên gel agarose – đa hình độ dài
đoạn cắt giới hạn (RFLP)
 Cho DNA bám vào một lớp màng
 Lai hóa với một mẫu dò có đánh dấu

24. Định dạng DNA –
dấu vân tay DNA
 Khi sử dụng một trình tự tiểu vệ tinh (minisattelite) hiện diện
trong nhiều bản sao bộ gene như một mẫu dò, mỗi cá thể sẽ
cho ra một kiểu băng đặc thù
 Đây là kỹ thuật hữu ích để nhận diện cá thể (điểm đặc trưng
tương tự như dấu vân tay)
 Đòi hỏi trình độ công nghệ cao
 Đòi hỏi lượng lớn DNA chất lượng cao
 Từng có vai trò quan trọng –
đây là kỹ thuật DNA đầu tiên
dùng để nhận diện cá thể
trước khi xuất hiện PCR
(từ năm 1985)
 Là một trong nhiều kỹ thuật RFLP
dựa trên lai hóa Southern Blot

25. Phản ứng chuỗi polymerase -
PCR
 Hiện vẫn là kỹ thuật quan trọng nhất trong di truyền phân tử
 Có thể thu nhận nhiều tỉ bản sao DNA được xác định chính
xác từ một hỗn hợp các đoạn DNA phức tạp, vd bộ gene
người
 Đoạn cần tìm được xác định bằng các mồi, tức các đoạn DNA
ngắn (15 – 30 bp) mạch đơn có trình tự cho trước, bám vào
các đoạn DNA mẫu đối tượng
 Mồi được tổng hợp nhân tạo
 Có thể khuếch đại từ một lượng mẫu rất nhỏ, thậm chí là từ
một phân tử

26. PCR

27. PCR
 Polymerase Taq chịu nhiệt hoặc các chất tương tự – vì DNA mạch
kép biến tính ở >90oC
 Đoạn khuếch đại thường dài 100 – 5000 bp
 Một số polymerase đặc biệt và các hỗn hợp của chúng có thể
khuếch đại các đoạn dài đến 20 – 50 kbp
 Thiết kế mồi tối ưu – có khả năng khuếch đại hiệu quả DNA, không
thể tự bắt cặp hoặc bắt cặp với mồi khác
 Các đoạn mồi bảo tồn và đặc hiệu
 Mồi thoái hóa
 PCR đa thành phần – dùng nhiều cặp mồi để khuếch đại nhiều đoạn
DNA trong cùng một phản ứng

28. Đa hình độ dài đoạn khuếch
đại (AFLP)
 Thay thế cho RAPD
 Có thể lặp lại nhiều lần
 Cho ra hàng chục, hàng trăm băng
 Thường dùng phân tích các đoạn
50 – 500 bp
 Có hoặc không cho điểm các băng
(locus hai allele)
 Marker trội – không thể phân biệt
băng dị hợp tử với băng đồng hợp
tử

29. AFLP
1. Cắt giới hạn và gắn chuỗi tiếp hợp
Có hàng trăm hàng nghìn đoạn như vậy

30. AFLP
1. PCR I – khuếch đại tiền chọn lọc, mồi không đánh dấu sẽ bắt cặp vào
chuỗi tiếp hợp với một nucleotide được chọn ở đầu 3’. Số đoạn DNA sẽ
giảm 16 lần, nhưng số lượng của chúng thường vẫn còn quá lớn.
2. PCR II – khuếch đại có chọn lọc, sản phẩm của PCR I sẽ được khuếch
đại bằng mồi gắn thêm 2 nucleotide chọn lọc, độ phức của thành phần
các đoạn DNA sẽ giảm thêm 256 lần nữa
Chỉ có một một được đánh dấu, chỉ có đoạn DNA mang vị trí EcoRI được hiển thị

31. AFLP
 Sản phẩm PCR II được xử lý trong gel acrylamide dọc và hiển thị bằng
nhuộm bạc hoặc chụp ảnh tự động bằng phóng xạ
 Hiện nay thường chạy sản phẩm trong máy giải trình tự DNA tự động
 Mỗi tổ hợp mồi cho ra hàng chục băng
 Có thể dùng đến 64 tổ hợp mồi – mỗi loài có hàng nghìn marker AFLP

32. Máy phân tích DNA tự động
(máy giải trình tự)

33. AFLP
 Trình tự
 Trong một hay nhiều bản sao bộ gene
 Vùng mã hóa và không mã hóa
 Phân bổ ngẫu nhiên trong bộ gene
 Có tính đa hình cao hoặc vừa
 Ứng dụng
 Nhận dạng cá thể
 Đa dạng di truyền quần thể
 Sai khác giữa các quần thể (cấu trúc di truyền)
 Quan hệ phát sinh loài giữa hai loài gần nhau
 Quét bộ gene – phát hiện các thích ứng của bộ gene

34. Vi vệ tinh (microsattelite)
 Là các đoạn lặp 2 – 5 nucleotide
 Dường như phân bố ngẫu nhiên trong bộ gene
 Là marker rất hữu dụng vì có tính đa dạng cực cao – nhiều allele trong một
quần thể
 Tốc độ đột biến rất cao (bậc khuếch đại cao hơn đối với thay thế)
 Cơ chế đột biến phức tạp, hiện tượng DNA polymerase “trượt qua” là một
trong những cơ chế đó

35. Vi vệ tinh
 Đột biến thường xảy ra do polymerase bị “trượt”

36. Vi vệ tinh
 Đồng trội, di truyền đơn giản
 Có độ đa dạng cao – có thể đến hàng trăm allele ở một
locus trong một quần thể; chỉ một vài allele giúp nhận dạng
cá thể với độ tin cậy 100%
 Dễ dàng tự động hóa
 Có thể đồng khuếch đại nhiều locus trong PCR đa thành
phần
 Hữu dụng để khảo cứu quan hệ huyết thống của các cá thể
 Hệ thống phương pháp nghiên cứu và thống kế bằng vi vệ
tinh rất phát triển

37. Vi vệ tinh
 Mô hình đột biến từng bước (SMM) của vi vệ tinh
 Kích thước (bp) của allele mới sinh ra phụ thuộc vào kích thước của các
allele hiện có – thật ra phần lớn quá trình đột biến locus vi vệ tinh phức tạp
hơn thế nhiều

38. Vi vệ tinh
 Thường được xác định kiểu gene bằng máy phân tích gene tự động
 Tiến hành PCR với mồi đánh dấu bằng huỳnh quang, thường hiển thị 3 – 4
màu

39. Vi vệ tinh
 Thường được xác định kiểu gene bằng máy phân tích gene tự động
 Tiến hành PCR với mồi đánh dấu bằng huỳnh quang, thường hiển thị 3 – 4
màu

40. Vi vệ tinh – nhược điểm
 Mồi phải đặc hiệu cho từng loài hoặc nhóm loài gần gũi – mồi
thường phải tự phát triển mới, và đắt, tốn thời gian
 Mô hình đột biến hỗn hợp và phức tạp
 Tương đồng đồng quy về kích thước (2 allele có kích cỡ y hệt
nhau, vd 120 bp, có thể bắt nguồn từ các allele khác nhau, vd
từ 118 bp hay 122 bp, nếu đoạn lặp dài 2 bp)
 Allele vô hiệu – các allele không được khuếch đại bởi mồi, dẫn
đến số đồng hợp từ bị thừa so với tính toán theo phương trình
Hardy – Weinberg

41. Allele vô hiệu của vi vệ tinh

42. Vi vệ tinh
 Xác định kiểu gene từ các mẫu lấy bởi cách thức không gây xâm hại
 Mẫu DNA chất tồi lượng ít có thể làm cho các allelic dropout không được khuếch
đại
 Cần phải phân tích lặp lại nhiều lần trên cùng một mẫu
Taberlet và cs, 2009

43. Giải trình tự DNA –
phương pháp Sanger
 Giải trình tự bằng phản ứng tạo chuỗi và ngắt chuỗi với
dideoxynucleotide

44. Giải trình tự DNA –
phương pháp Sanger
 Sắc phổ thu được từ một máy giải trình tự

45. Giải trình tự kiểu Sanger
 Đã được dùng 35 năm
 Là phương pháp phổ quát
 … và đã được tự động hóa
 … có chất lượng cao
 Có thể đọc được các đoạn dài (500 – 1000
bp)
 Nhưng đắt, khó tiểu hình hóa & song song
hóa – > năng suất kém

46. Giải trình tự DNA –
phương pháp Sanger
 Đòi hỏi DNA mẫu đồng nhất & tinh sạch, nếu không sẽ không đọc ra kết
quả
• Nếu nhiều sản phẩm từ
một phản ứng khuếch
đại thì phải clone vào vi
khuẩn
• Tốn nhiều chí phí và thời
gian

47. Đa dạng trình tự DNA
 Giải trình tự giúp tiếp cận được bất cứ thành phần nào của bộ gene
 Trong quá trình phân tích đa dạng về DNA trong một quần thể, người ta sắp
thẳng hàng các trình tự, so sánh các vị trí nucleotide tương đồng giữa các
cá thể với nhau

48. Giải trình tự DNA
 Tái xây dựng quan hệ phát sinh loài
 Hệ gene học
 Địa lý phát sinh loài học
 Đánh giá đa dạng di truyền
 Tiến hóa thực nghiệm
 Pháp y
 Y dược

49. Công nghệ giải trình tự
thế hệ mới (NGS)
 Nhiều loại công nghệ khác nhau, có thể giải trình tự hàng tỉ
bp (toàn bộ bộ gene sinh vật nhân chuẩn) trong một lần
chạy
 Có thể giải trình tự hỗn hợp chứa DNA tạp
 Không cần phải chuẩn bị các cá biệt
 Thường là các đoạn đọc ngắn
 Đòi hỏi nguồn CNTT phức tạp về phần cứng lẫn phần mềm
 Nhiều công nghệ mới được ứng dụng từ năm 2005

50. Các bước tiến hành
 Chuẩn bị mẫu
 Cắt đoạn gene và chọn lựa đoạn cắt
 Gắn chuỗi tiếp hợp
 Chọn ra các đoạn mạch đơn
 Khuếch đại dòng
 Dùng để tăng cường độ tín hiệu
 Một số công nghệ cho phép giải trình tự trực tiếp phân tử DNA
 Giải trình tự
 … bằng tổng hợp
 … bằng gắn nối
 Có nhiều cách để phát hiện tín hiệu

51. 454

52. 454
pyrosequencing

53. 454

54. 454
 Công nghệ NGS cổ nhất
 Đoạn đọc dài
 Khá nhanh (10 – 20 giờ)
 Chi phí cao
 Khó xử lý các vùng đồng polymer

55. Dòng ion –
công nghệ giải trình tự thế hệ mới
 Nguyên lý tương tự như 454, nhưng thay vì đo đạc ánh
sáng, thì đo đạc bằng điện tử về sự thay đổi pH gây ra bởi
việc gắn các nucleotide
 Dùng chip bán dẫn
thay vì tấm sợi thủy tinh
 Rẻ và có thể tùy biến quy mô
 Không cần nucleotide chỉnh sửa
 Nhận diện tín hiệu điện tử – >
không cần hiển thị hình ảnh
 Đang phát triển nhanh chóng,
hiện nay mỗi lần chạy có thể đọc
trên 200 bp, 10 Gb

56. Illumina –
công nghệ giải trình tự thế hệ mới
Khuếch đại bắc cầu trên tấm thủy tinh
Hàng trăm triệu cụm, mỗi cụm có hơn 1000 bản sao
phân tử DNA y hệt nhau

57. Illumina – khuếch đại bắc cầu
Gắn mồi
vào tấm
thủy tinh
Đoạn DNA mẫu
mạch đơn có gắn
thêm chuỗi tiếp
hợp
Sao chép lại
đoạn DNA
mẫu
Làm biến tính –
đoạn mẫu gắn
vào tấm thủy
tinh
Đổi chất đệm –
nối vào mồi bất
động
Kéo dài (sao chép)

58. Illumina – khuếch đại bắc cầu
Làm biến tính Đổi chất đệm –
nối vào mồi bất
động
Kéo dài (sao chép)
Làm biến tính Kéo dài (sao chép) Sau 35 chu
kỳ
> 1000 phân
tử
Cắt bỏ mồi – >
cụm các đoạn
DNA nhân dòng
mạch đơn

59. Illumina –
công nghệ giải trình tự thế hệ mới
 Mỗi chu kỳ gắn thêm 4 nucleotide,
các nucleotide này là nhân tố ngắt
mạch gắn kèm phần tử đánh đấu
bằng huỳnh quang
 Rửa bỏ các phần tử ngắt mạch và
hiển thị còn thừa
 Các phần tử ngắt mạch trên sản
phẩm được gỡ bỏ đi – > mạch sản
phẩm có thể được kéo dài thêm

60. Illumina
 Có thể giải 600 tỉ (6 x 1011) bp trong một lần chạy
 Mỗi đoạn DNA có thể được giải trình tự từ cả 2 đầu – giúp khắc phục phần
nào khó khăn trong các đoạn đọc ngắn, 2 x 100 pz
 Tốn ~ 1,5 – 11 ngày tùy theo độ dài đoạn đọc: 36 – 100 (150) bp và tùy theo
giải trình tự 1 đầu hay 2 đầu
 Các lỗi sai thường gặp nhất – thay thế bazơ
 Là kỹ thuật NGS quan trọng nhất

61. Giải trình tự phân tử đơn –
PacBio
 Phân tử DNA polymerase được làm bất
động trong các buồng siêu nhỏ – dẫn
truyền sóng chế độ zero (ZMV)
 Khi một nucleotide gắn vào đoạn DNA, nó
sinh ra ánh sáng màu, được ghi nhận lại
trong thời gian thực
 Giải trình tự phân tử đơn thực –
không có khuếch đại

62. Pacific Biosciences

63. Giải trình tự phân tử đơn –
PacBio
 Đoạn đọc dài, hơn 1000 bp
 Giải trình tự rất nhanh (trong vài phút)
nhưng năng suất kém
 Thực hiện ZMV trên các chip dùng 1
lần (buồng siêu nhỏ SMRT)
 Rất dễ gặp sai sót (15% trong 1 lần
đọc) – còn gặp nhiều khó khăn và
đang trong giai đoạn mới phát triển
 Dụng cụ rất cồng kềnh, phức tạp, đắt
tiền

64. Máy giải trình tự “cá nhân”
 Là những máy giải trình tự cỡ nhỏ, rẻ tiền dành cho các
phòng thí nghiệm đơn lẻ
 Năng suất thấp
 Rẻ hơn và nhanh hơn

65. So sánh hiệu năng các loại máy
Tên máy Thời gian
chạy
(giờ)
Số đoạn
đọc
(triệu)
Độ dài
đoạn đọc
(bp)
Mbp / lần
chạy
454 FLX+ 20 1 650 650
GS Junior 10 0,1 400 40
Illumina
HS2000/2
500
240 3000 100+100 600000
MiSeq 65 22 300+300 13000
Ion
Torrent
318
7 4 400 15000
Ion Proton 4 70 200 10000
Pacific 2 0,03 > 3000 100-150

66. So sánh giá các loại máy
Tên máy Tác chất / lần
chạy
$$$ / Mbp Trên 1 đơn vị
chi phí (%
của tổng
chạy)
454 FLX+ 6200 7 2000 (12%)
GS Junior 1100 22 1500 (100%)
Illumina
HS2000/250
0
23500 0,04 2400 (6%)
MiSeq 1400 0,11 1800 (100%)
Ion Torrent
318
940 0,60 1200 (100%)
Ion Proton 1050 0,09 1300 (100%)
Pacific > 300 2 – 17 500 (100%)

67. Tương lai của NGS
 Giải trình tự đoạn rất dài, giúp xúc tiến việc lắp ráp
 Vi lỗ (nanopore)
 Lập bản đồ quang
 Nhiều loại công nghệ cùng tồn tại song song

68. Chi phí đang giảm rất nhanh
Chi phí giải trình tự bộ gene người