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The Scientist:2015年度十大创新产品

生物技术 时间:2020-11-21 19:19:42 作者:莫敖坤
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The Scientist杂志终于揭晓了2015年的十大创新产品,评出了对科研和医学领域影响较大的测序仪、试剂盒、基因组编辑产品和其他技术。

值得注意的是,在高科技大行其道的时代一个增强版的传统技术强势逆袭:光学显微镜3D Cell Explorer不需要标记就可以揭示活细胞中的显著细节。此外,生命科学领域近来最火的CRISPR基因组编辑技术在十大创新产品里面独占两席。

Top 1:GemCode测序平台(10X Genomics公司)

如今越来越多的实验室配备了自己的DNA测序系统,比如Illumina台式测序仪。但这些测序仪只生成几百bp的读取,会丢失一些长距离基因组信息(比如结构变异、多态性和单体型)。

10X Genomics公司近年夏天发布的GemCode测序平台解决了这一问题。作为一体化的分子条码和分析工具,GemCode将大片段DNA(平均100kb)分配到凝胶珠里,然后用特殊oligo标记这些片段。对这些oligo和DNA进行测序,就可以用分析软件重建出准确的长距离基因组信息。

这个系统目前售价为$75,000,可兼容Illumina测序仪。

点评:GemCode能与短读取测序仪兼容,很容易整合到现有的工作流程中。该平台用1.2ng材料就能给出定相的结构变异、单体型和其他遗传学信息,对于临床样本来说非常实用。

Top 2:MiSeq FGx法医基因组系统(Illumina公司) 

Illumina公司今年一月份发布的MiSeq FGx Forensic Genomics System,将二代测序带入了法医实验室。法医实验室过去依赖于低分辨率的毛细管电泳测序方法,而现在他们可以享受到高分辨率的基因分型。

MiSeq FGx配备有自定义的控制软件和分析软件,以及专门的法医文库制备试剂盒。该系统分析所有短串联重复序列(STR),还追踪近两百个与法医相关的单核苷酸多态性(SNP)。MiSeq FGx能够很好的检测高度降解的DNA样本或混合性样本,解决传统方法难以处理的问题。

点评:MiSeq FGx为法医鉴定领域带来了很大的改变,使人们首次可以同时分析常染色体STR、其他类型STR和一系列SNP。

Top 3:Ion S5和Ion S5 XL(Thermo Fisher公司)

Thermo Fisher公司九月一日发布的两款新一代测序仪,为人们提供了更流畅的测序流程。从DNA到测序数据,整个过程的手动时间不到45分钟。Ion S5和Ion S5 XL在Ion Torrent技术的基础上添加了新的流体系统。据介绍,这两款测序仪得出的数据更加可靠,重现性更高,不会受到水质异常的干扰。运行该系统只需要用户准备好电源和网络连接。

Ion S5和Ion S5 XL采用即插即用的试剂,简化了测序仪的设置和相关操作。它们配备了三款新Ion芯片,Ion520、530和540芯片。S5和S5 XL型号之间的主要区别在于计算能力。Ion S5系统适合对周转时间没有限制的科研或转化实验室,而Ion S5 XL适合需要更快周转或更高通量的临床研究实验室。

点评:该产品显著简化了测序过程,用很少的样本就能快速得到测序结果,在基础研究和临床研究中都很有用。

Top 4:On Demand Deletions in Human Hap1 Cells(Horizon Discovery公司)

Horizon Discovery公司推出的On Demand Deletions人Hap1细胞系,可以根据用户要求用CRISPR-Cas9技术删除特定基因组区域。HAP1是类似成纤维细胞的永生细胞系,主要用于生物医学研究。这种细胞系的独特之处在于,它很接近单倍体,绝大部分染色体只有一个拷贝。

去年,Haplogen(现在属于Horizon公司)的人基因敲除细胞系曾被评上十大创新产品。该产品主要通过引入小插入或缺失,改变人类基因的编码区域。Horizon公司今年五月发布的On Demand Deletions细胞系,进一步扩展了基因组修饰规模(可达100 Kb),可以研究去除非编码区域的效果。在指定要修改的基因组区域之后,研究者们可以在12周内拿到细胞。

点评:CRISPR-Cas9系统为基因组编辑带来了一场革命,被认为有望问鼎诺贝尔奖。Horizon公司的精确基因组编辑产品,对转化基因组研究很有帮助。

Top 5:NanoLuc Binary Interaction Technology(Promega公司)

Promega公司19.1 kDa的NanoLuc萤光素酶报告系统采用了NanoBiT技术(NanoLuc Binary Interaction Technology),能够在活细胞中研究蛋白互作。这个荧光标记系统是围绕一对互补亚基建立起来的,发光明亮而且易于检测。与类似系统相比,NanoBiT“要灵敏得多,而且能用于难以转染的细胞,”爱荷华大学的Stefan Strack教授说。

“NanoBiT能够检测和定量非常低水平的蛋白互作,这是它与先前技术的显著差异。过去我们需要大规模过表达这些蛋白,才能看到它们的互作,”Promega公司的Keith Wood说。

点评:能够比较简便地对小规模分子动态进行更加高通量的分析。用低分子量部件改进了蛋白互作的检测,对生物学功能的干扰比较小。

Top 6:CRISPR Epigenetic Activator(Sigma Aldrich公司)

Sigma公司九月份推出的CRISPR表观遗传学激活子,通过乙酰化相应组蛋白来启动目标基因。这一产品将CRISPR应用从基因组编辑拓展到表观基因组编辑。

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