分析および翻訳ゲノミクス
Analytical and Translational Genomics (ATG) Shared Resource は、UNM がんセンターのメンバーや、UNM および関連機関の他のユーザーに、次世代シーケンシングおよびその他のゲノミクス関連サービスを提供します。 主なサービスには、5 台の Ion Proton S10/XL 機器を使用した次世代シーケンシングと、関連する専門的なバイオインフォマティクス サポートが含まれます。 これらには、通常の「バルク」RNA-seq、4x Genomics システムを使用した単一細胞 RNA-seq、ターゲット DNA シーケンシング、ChIP-seq、およびその他のさまざまなアッセイが含まれ、その多くは生細胞または凍結細胞または組織で実行できます。またはアーカイブされた (例: FFPE) サンプル。 Singular Genomics G5 シーケンサーは、あらゆるタイプの RNA-seq および DNA-seq アッセイに適した柔軟で迅速なフォーマットで次世代シーケンシングを提供します。 Ion Proton S100/XL 機器は、FFPE 素材など、他の技術では分析が困難または不可能な低品質の RNA の分析に特に適しています。 この機器は、シーケンス チップあたり最大 XNUMX 億回の読み取りを生成します。当社は、可能であれば迅速な対応を提供するよう努めています。
共有リソースは、CCSGコア助成金P30CA118100やその他の基金、ニューメキシコ州からの基金やユーザー料金など、UNM CancerCenterによってサポートされています。
専門スタッフが相談に応じて、ユーザーが可能な限り最高の実験を設計し、生成されるデータの品質を最大化するのを支援します。
分析および翻訳ゲノミクス
ATGは、UNMおよび関連機関のすべての研究者が使用できます。
この共有リソースの使用を認めるには、出版物に以下を含めてください。
この研究は、UNM包括的がんセンター支援助成金NCI P30CA118100によって部分的に支援され、ニューメキシコ州から追加の支援を受けている分析および翻訳ゲノミクス共有リソースを利用しました。
ATG サービスについては、以下で詳しく説明します。
分析および翻訳ゲノミクスリソース 主に、RNA-seq、ターゲット遺伝子パネル シーケンス、ChIP-seq や ATAC-seq などのエピジェネティックス アッセイなどの次世代シーケンシング技術を、専門的なバイオインフォマティクス分析と組み合わせて提供します。 リアルタイムPCRサービスもご利用いただけます。 ATG 共有リソースは、UNM とその関連会社のすべての教員が利用できます。すべての研究者は、私たちが研究をどのように支援できるかを知るために、私たちに連絡することをお勧めします。
10x ゲノミクス シングルセル シーケンシング: 10x Genomics システムを使用して、最先端の単一細胞シーケンシングが提供されます。これは、生細胞または凍結サンプルから分離された核のいずれでもうまく機能します。
Singular Genomics G4 ペアエンドシーケンシング: RNA-seq、ChIP-seq、Whole Exome Sequencing (WES)、Whole Genome Sequencing (WGS) など、あらゆるタイプの次世代シーケンシングに対応する柔軟で迅速なシーケンシング装置です。 イルミナ シーケンス用に準備されたほとんどのライブラリは、G4 での解析用に迅速かつ効率的に変換できます。
イルミナシーケンシング: ATG は、コロラド大学アンシュッツのゲノミクス コアと、同社の NovaSeq 装置を使用したイルミナ シーケンスの契約を結んでいます。 ATG は、ライブラリーを準備してシーケンスのために UofCO に発送するか、ライブラリーの準備とシーケンスのためにサンプルを UofCO に発送することができます。 その後、データはデータ分析のために AWS Web アカウントにアップロードされます。
Ion Torrent 次世代シーケンシング: Life Technologies の強力な Ion Proton S5/XL 半導体シーケンシング装置は、がんの遺伝子発現 (RNA-seq) アッセイ、エピジェネティックス アッセイ (ChIP-seq)、ターゲット シーケンシング (Ion Ampliseq Comprehensive Cancer Panel) などの次世代シーケンシング アッセイに最適です。 FFPE サンプルからでも、関連する遺伝子を検出できます。
専門家のバイオインフォマティクスデータ分析： ATG 共有リソースのスタッフは、洗練されたデータ分析方法を使用して遺伝子発現とジェノタイピング データを分析し、原稿や助成金申請のために出版品質の数値をユーザーに提供するよう努めています。 R/Bioconductor ソフトウェア パッケージを使用して、ゲノミクス手法によって生成された大規模で複雑なデータ セットを探索します。
次世代シーケンシングのアプリケーション
次世代（超並列）シーケンスは、さまざまな実験的アプローチに役立ちます。 これは、プラスミドまたはPCR産物の通常の（サンガー）シーケンシングに代わるものではありません。 代わりに、次世代シーケンシングは、数百万または数十億の個々のDNA分子（ゲノムDNAフラグメント、cDNAなど）のキャプチャに依存しており、これらは個別に増幅されて並行してシーケンシングされ、数百万または数十億のシーケンシング「読み取り」が生成されます。別のテンプレート分子。 これは、数百万または数十億の独立したDNAフラグメントを個別にクローニングおよびシーケンスすることに似ていますが、すべてが一度に、わずか数日で行われます。
次のタイプの科学的アプリケーションは、次世代のシーケンスアプローチに簡単に適応できます。
- 癌または疾患関連遺伝子の標的遺伝子パネル配列決定
- RNA-seqを用いた遺伝子発現研究
- クロマチン免疫沈降-転写因子またはエピジェネティック研究のためのシーケンシング（ChIP-seq）
- DNAメチル化研究（例：RRBS）
- トランスクリプトームシーケンシング（例：代替スパイスRNAの同定）
- ノンコーディングRNA（ncRNA、lincRNA、miR）の分析
ATG施設は現在、いくつかのタイプの次世代シーケンス機器にアクセスできます。
- 特異ゲノミクス G4: 迅速かつ柔軟なペアエンド シーケンス (イルミナ NextSeq に類似)
- サーモフィッシャー イオン S5/XL: チップあたり最大 120 億 XNUMX 万回の読み取りを生成するソリッド ステート NGS
- イルミナシーケンシング (NovaSeq および NextSeq) コロラド大学アンシュッツ校のパートナーを通じて
- 10x Genomics Chromium コントローラー: シングルセル RNA-seq および ATAC-seq アッセイ用
これらの機器は、あらゆる種類の次世代シーケンシング アッセイに対して、費用対効果が高く迅速な次世代シーケンシングを提供します。
共用楽器は月～金の午前 8 時 30 分～午後 5 時まで利用可能
（他の時間は特別な取り決めによって利用できるかもしれません）
ATG には、UNM の研究者が使用できるいくつかのユニークな機器があります。 資格のあるラボは、年間ユーザー料金を支払い、ATG スタッフからトレーニングとサポートを受けます。 機器は、通常の勤務時間中に施設内で使用できます。
アジレントバイオアナライザ： 分子生物学者にとって重要な機器であり、多くの種類のアプリケーションでゲル電気泳動に取って代わります。 ゲル上で大量の貴重なサンプルを分析する代わりに、非常に少量の材料を使用してRNAまたはDNAサンプルの質および/または量を分析する場合に特に役立ちます。
ナノドロップ分光光度計： サンプルの小さな液滴の吸光度を測定する液滴分光光度計。 これにより、サンプルを大きなキュベットに希釈する必要がなくなります。
サーモ フィッシャー セル クテス II: サンプル中の生細胞を定量化します。
ヒーター付き MiltenygentleMACS Octo Dissociator: シーケンス前の組織サンプルの解離用。
キュービット蛍光光度計: RNAおよびDNAの定量化用
アッセイと価格の詳細については、ATG 施設のスタッフにお問い合わせください。
iLabサイトを使用して 予約と見積もり。 （ログインが必要です）
分析および翻訳ゲノミクス（ATG）共有リソース（以前のKeck-UNMゲノミクスリソース、KUGR）は、専門家のバイオインフォマティクス分析と組み合わせた次世代シーケンシングアッセイ、マイクロアレイ、およびその他のゲノミクステクノロジーへのアクセスを提供します。 ATGは、UNMおよびその関連会社のすべての教員が使用できます。すべての研究者は、ATGに連絡して、研究を支援する方法を見つけることをお勧めします。
に関する質問について アイラボ または、共有リソースで使用するためのアカウント/PR セットアップの場合、 お願いします メアリー・シャーマンにメールする または505-272-4539までお電話ください。
記入する このスマートシートフォーム プロジェクトを開始します。
(フォームは新しいタブで開きます。開かない場合は、次のテキストをコピーして、ブラウザーの新しいタブのアドレス バーに貼り付けます。 https://app.smartsheet.com/b/form/fa518ed260454445bec9d3bc34cac4cf)
ATGのよくある質問
これらは、ATG共有リソースからの次世代シーケンス（NGS）サービスの使用を検討している研究者向けのガイドラインです。 すべての研究者は、サンプルの準備または分析を開始する前に、ATGスタッフに相談することをお勧めします。 私たちは実験計画を支援し、必要に応じて、実験計画を支援できる専門の生物統計学者と連絡を取ります。 NGS実験を開始する前に、実験計画を検討することが非常に重要です。これは非常に費用がかかる可能性があります。
RNA-seqは、ごく少量のRNAで正常に実行できます。 ただし、必要な量は、必要な「読み取り深度」とリボソームRNAの混入があるかどうかによって異なります。 リボソームRNAは細胞内のRNAの90％であるため、RNA-seqを実行する前にリボソームRNAを除去または還元する必要があります。 これを行うXNUMXつの方法は、リボソームRNAに相補的なビオチン化プローブをRNAサンプルとハイブリダイズさせ、複合体を捕捉して除去する「リボデプリション」による物理的除去です。 あるいは、リボソームRNAのシーケンシングを回避するが、ポリAテールを欠き、関心のある可能性のある他のRNA（マイクロRNAなど）を除外する、ポリA指向ライブラリー調製法（例：Smart-Seq）を使用できます。 実験を開始する前に、ATG共有リソーススタッフに連絡してオプションについて話し合ってください。
ATG共有リソースは、フルサービスのNGS分析を実行します。 ただし、NGSライブラリーの準備は複雑であるため、ATGが提供できるものは実験の種類によって異なります。 ターゲットパネルシーケンスとエクソームシーケンスの場合、必要なのはDNAサンプルのみで、ライブラリを作成し、シーケンスと初期分析を実行します。 作業を開始する前に、予想される費用の見積もりを提供します。 RNA-seqやその他のアプローチでは、ライブラリーの構築方法にさまざまなバリエーションがあります。 開始する前に、ATGスタッフに連絡してオプションについて話し合うことをお勧めします。 完全なAffymetrixシステムに加えて、ATG Shared Resourceには、少量のRNAを定量するためのNanodrop分光計と、RNAまたはDNAサンプルの質と量を迅速に分析するためのAgilentBioanalyzerがあります。
NGSの実験は費用がかかる可能性があります。 ほとんどの大規模な実験（エクソームシーケンシング、RNA-seqなど）の総コストは、サンプルあたり500ドルから800ドルで、バイオインフォマティクスの料金がかかります。 一部の小規模なターゲットシーケンス実験では、サンプルあたりのコストが低くなります。 詳細および見積もりについては、スタッフにお問い合わせください。
はい！ NGS実験は、大規模で複雑なデータセットを生成します。 バイオインフォマティクス分析は、重複なしでは不可能です。 トリプリケートの方が良いです。 意味があり、コストに見合う良い結果を得るには、複製が本当に必要です。
ATG共有リソースは、厳格な品質管理ガイドラインと標準操作手順に従って、データが最高品質であり、ENCODEコンソーシアムなどのグループによって設定された基準を満たすか上回ることを保証します。 標準のスパイクインコントロールを使用して、内部プロセスを監視し、ライブラリの作成とシーケンスのすべての段階で品質管理チェックを実行します。 正常に生成されたデータの例については、ATGスタッフにお問い合わせください。
開始RNAサンプルの品質は、AgilentBioAnalyzerまたはリアルタイムPCRを使用して確認されます。 ライブラリは、シーケンスの前に同様にチェックされます。 スパイクインコントロールは、内部の品質管理を監視するためにいくつかのステップで追加されます。
NGSアッセイは、膨大な量の情報を含む大規模で複雑なデータセットを生成しますが、分析が難しい場合もあります。 ATG共有リソースは、品質管理パラメーターの分析、適切なゲノムへの読み取りのアラインメント、必要に応じて配列バリアントまたは機能カウントの識別、ヒートマップの作成などの簡単なタイプの解釈の実行を含む、第XNUMXレベルの分析を提供します。 RNA-seqの場合。 ただし、結果を患者情報に関連付けるなど、より複雑なタイプのデータ分析は、Bioinformatics SharedResourceまたはBiostatisticsSharedResourceからの専門家の入力を使用して実行する必要があります。 ATGスタッフは、適切な専門家とのやり取りの設定を支援できます。専門家は、実験計画と品質管理を支援するために最初から関与する必要があります。
NGSデータの生成に伴う複雑なプロセスにより、同じデータクラスターでサンプルが一緒に処理または分析される「日効果」または「バッチ効果」が生成される可能性があります。 これは高次元データ分析のよく知られたアーティファクトであり、これらのタイプのデータ問題を特定して削除するのに役立つスパイクインコントロールが含まれています。
ATG共有リソースには、初期データ分析を実行し、データを管理およびバックアップするバイオインフォマティクスの専門家のチームがいます。 彼らは最も簡単なタイプの分析を実行することができます（例えば、RNA-seqからの遺伝子発現）。 ただし、複雑またはカスタマイズされたタイプの分析には、生物統計学またはバイオインフォマティクス共有リソースからの追加の専門家からの入力が必要になります。 ATGスタッフは、必要なコラボレーションの設定を支援できます。
検証は各NGS実験の重要な部分であり、要件は実験の種類によって異なります。 NGSの結果を検証するためのオプションについては、ATGスタッフにお問い合わせください。
施設長、 スコットA.ネス博士。、助成金申請書でATG共有リソースと潜在的なNGS実験を説明する方法についてのサポートとアドバイスの手紙を提供することができます。 ネス博士は、NIH、ACS、およびDODの多数の研究セクションに参加し、NGS実験を含む多くの助成金申請書をレビューしました。 彼自身の助成金にはNGS実験が含まれています。 彼は、NGS実験に関する助成金のセクションの作成を支援し、潜在的な落とし穴や避けるべきことを指摘することができます。
NGS実験を批判する最も簡単な方法は、それを釣りの遠征として説明することです。 ここにあなたが絶対に避けるべきいくつかの事柄があります。
- まだ特定していない遺伝子を特徴づけることを提案しないでください。 予備的なデータがない場合は、どの遺伝子またはいくつの遺伝子が見つかるかわかりません。 ただし、数百に達する可能性があります。 研究するためにいくつかの興味深い遺伝子を選ぶと言うだけで、助成金の悪いスコアを取得する簡単な方法です。 可能であれば、実験で仮説をテストする必要があります。 たとえば、特定の遺伝子（アポトーシス遺伝子など）が誘導されるという仮説を立てることができます。 次に、NGSアッセイを使用してそれをテストすることを提案できます（そして、バックアップアプローチとしてリアルタイムPCRを提案できます）。 そうすれば、仮説をテストし、期待される結果と制御（たとえば、上下する必要のある遺伝子）を提案できます。これは、NGS実験（またはその他の実験）を行うためのはるかに優れた方法です。 単に遺伝子を探しに行くのは悪いアプローチであり、常にレビュー委員会の怒りを呼びます。
- いくつかのソフトウェアプログラムを使用してデータを分析したり、遺伝子を経路にグループ化したりすると言うだけでも、問題が発生します。 NGSデータは非常に複雑になる可能性があり、分析には統計的手法が必要になります。 知られている経路データはひどく不完全です。 とにかく、ほとんどの遺伝子は経路にありません。データを分析するには、よく計画されたアプローチが必要になります。 実験がうまくいったかどうかを知る方法が必要です（たとえば、予想されるアポトーシス遺伝子が活性化されたかどうか）。
- NGSの実験は、目的のXNUMXつの終わりにある単なる段落であってはなりません。 何をするにしても、助成金申請の最後にNGS実験を「これからも行う」ものとして絶対に追加しないでください。 NGSの実験は大きく、費用がかかり、複雑であり、後から考えることはできません。 多くの助成金には、研究者も行うNGS実験のXNUMX段落の説明があります。 これは、レビュー担当者からの批判に対する避雷針です。
- あなたが遺伝子を探しているなら、あなたは理由のためにそれらを探しているべきです。 それらで何かをすることを提案せずに、規制された遺伝子を探すことを提案するだけではいけません。 上下する遺伝子を見つけることは、十分に重要な目標ではありません。 何らかの目的を念頭に置いて遺伝子を探す必要があります（たとえば、テストする仮説）。