НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Прошло уже около года с тех пор, как на молекулярно-биологическом рынке появилось новое предложение – Настольные Секвенаторы. Эти приборы должны были превратить секвенирование нового поколения из узко специфичной процедуры, интересной лишь прогрессивным ученым в больших исследовательских институтах, в рутинный метод клинической диагностики, доступный для неискушенных в молекулярной генетике лаборантов.
На сегодняшний день существует три подобных прибора от разных производителей: MiSeq (Illumina), GS Junior (Roche) и PGM ion torrent (Life Technologies).
Разумеется, производители тут же развернули нешуточные PR-бои в поддержку своих приборов. Одни вывешивали на «YouTube» плагиат-ролики, банально копируя идею маркетологов «Apple». Другие как мантру твердили спорную даже для биоинформатиков фразу, что «длина (прочтения) имеет значение». Третьи недоуменно апеллировали к фактам и статистике. Адепты той или иной сиквенсовой платформы развернули на специализированных форумах настоящие войны.
В возникшем информационном шуме потенциальному пользователю стало практически невозможно разобраться в достоинствах и недостатках обсуждаемых приборов.
Редакция журнала «Nature» решила беспристрастно оценить плюсы и минусы каждого из приборов. Решение этого вопроса было поручено Николасу Ломану (Nicholas Loman) ученому из Бирмингемского университета. Результаты его исследования были опубликованы в «Nature Biotechnology».
В статье «Performance comparison of benchtop high-throughput sequencing platforms» Ломан и соавторы в качестве модельного объекта выбрали патогенный штамм O104:H4 280 бактерии E. coli, унесший 40 человеческих жизней в Германии в 2011 году.
Результаты сравнительного исследования представлены ниже.
Для начала ученые решили проверить, насколько успешно приборы справляются с ресеквенированием. Для данного штамма была получена высококачественная референсная последовательность, на которую выравнивались полученные с приборов данные.
Таблица 1
По результатам, представленным в таблице 1 видно, что MiSeq производит наибольшее число прочтений и, как следствие, выдает большее количество информации. За один запуск секвенатора MiSeq было отсеквенировано 7 геномов бактерии, в то время как для адекватной интерпретации данных с приборов GS Junior и PGM потребовалось по 2 запуска. У прибора PGM ion torrent процент выравнивания оказался очень низок.
Следующим этапом эксперимента стала проверка качество сборки генома de novo. Данные, полученные в первом опыте были обработаны с помощью разных программ.
Таблица 1
В таблице 2 приведены результаты данного эксперимента. Анализируя полученные значения, можно заметить, что MiSeq позволяет идентифицировать клинически значимые гены наилучшим образом. GS Junior показывает средние результаты. PGM значительно отстает по показателям.
Кроме оценки качества ресеквенирования и сборки генома de novo оценивалось и качество прочтений.
Секвенаторы GS Junior и MiSeq показывают качество прочтений Q30 (т.е. одна ошибка на 1000 нуклеотидов) практически по всей длине. Прибор PGM уступает им на порядок, опускаясь под конец чтения до качества Q10 (одна ошибка на 10 нуклеотидов).
- Наименьший процент ошибок
- Наибольшая производительность за запуск
- Не чувствителен к ошибкам, связанным с чтением гомополимерных повторов < 0.001 ошибки на 100 нуклеотидов
- Простейший процесс запуска
- Самая низкая стоимость за нуклеотид
- Самые длинные прочтения
- Наилучшая сборка контигов
- Ошибка 0.38 на 100 нуклеотидов при чтении гомополимерных повторов
- Самая высокая стоимость за нуклеотид
- Наибольшая производительность за час
- Ошибка 1.5 на 100 нуклеотидов при чтении гомополимеров
Какой же прибор все-таки победил в данном сравнении?
Дипломатичность истинных ученых и природное чувство такта не позволили авторам статьи однозначно ответить на этот вопрос. Они лишь приводят ряд фактов, демонстрирующих возможности тех или иных секвенаторов. Право выбора лучшего инструмента для конкретных задач остается, конечно же, за читателем.
Оригинальная статья доступна по ссылке http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.2198.html
Скачать статью в PDF: http://eorder.sheridan.com/3_0/display/index.php?flashprint=1779
RSS