โซลูชันการทดสอบด้วยเทคนิค NGS จาก Illumina นั้นถูกออกแบบมาให้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิเคราะห์หาลำดับสารพันธุกรรมที่สามารถทำได้อย่างง่ายดายแค่เพียง 3 ขั้นตอน
ภายใต้สถานการณ์การระบาดของ COVID-19 ในปัจจุบันเทคโนโลยีการศึกษาจีโนมทั้งหมดเข้ามามีบทบาทอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นการถอดรหัสพันธุกรรมของไวรัส หรือแม้กระทั่งการรักษาด้วย mRNA ทำให้การถอดรหัสจีโนมกลายมาเป็นทางเลือกหลัก ไม่ว่าจะเป็นการหาการกลายพันธุ์ของไวรัส, Transcript Isoforms การผสมรวมกันของยีน (Gene Fusion) ทำให้สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบ หรือความแตกต่างของสิ่งมีชีวิต หรือไวรัสแต่ละชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และด้วยเทคโนโลยีด้าน NGS ของ Illumina ผลลัพธ์ที่ได้จึงมีความรวดเร็ว แม่นยำ และมีต้นทุนราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับการทดสอบรูปแบบอื่น ๆ
NGS และการถอดรหัสจีโนม สู่ mRNA วัคซีน ความเร่งด่วนที่รับมือได้ด้วยโซลูชันที่เหมาะสม
mRNA นั้นเป็นชื่อที่ทุกคนคุ้นเคยและหลายคนอยากใกล้ชิดมากที่สุดในระยะเวลา 2 ปีที่ผ่านมา จากผลลัพธ์ของวัคซีน mRNA ที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับ COVID-19 ที่มีความสามารถในการกลายพันธุ์ได้ง่าย แล้ว mRNA จริง ๆ แล้วคืออะไรกัน?
mRNA มีชื่อเต็มว่า Messenger RNA เป็นโมเลกุล RNA สายเดี่ยว ที่จะถูกแปลรหัสไปเป็นยีน โดย mRNA นั้นจะถูกสังเคราะห์ภายในนิวเคลียสของเซลล์และส่งออกไปยัง Cytoplasm ซึ่งเป็นที่สร้างโปรตีน และระหว่างสังเคราะห์โปรตีนนั่นเอง Ribosome เคลื่อนไปตาม mRNA และอ่าน Sequence ที่เป็นพื้นฐานจากนั้นใช้รหัสพันธุกรรมเพื่อแปลรหัสออกมาเป็นกรดอะมิโน ซึ่งในกรณีของวัคซีนจะเป็นการนำส่งตัวยาที่มีประสิทธิภาพมากกว่าวัคซีนแบบดั้งเดิม
การวิเคราะห์ mRNA ด้วยการใช้ mRNA Sequencing มีจุดเด่นอยู่ที่การถอดรหัสสารพันธุกรรมอยู่ 3 ประการ ได้แก่
- สามารถตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของการแสดงออกของยีนได้อย่างแม่นยำ
- สามารถตรวจจับฟีเจอร์ได้ทั้งยีนที่มีการรายงานแล้ว (Known Gene) และยีนสายพันธุ์ใหม่ (Novel Gene)
- สามารถประยุกต์ใช้ได้หลายเผ่าพันธุ์สำหรับสิ่งมีชีวิต
ในการวิเคราะห์เหล่านี้อาจใช้เทคนิควิธีต่าง ๆ ในการวิเคราะห์ได้ เช่น Whole Transcriptome Sequencing (RNASeq) ที่เป็นการอ่านสายพันธุกรรมชนิด RNA ทั้งหมด หรือ Whole-Genome Sequencing (WGS) ที่เป็นการอ่านค่าสารพันธุกรรมทั้งหมดในครั้งเดียว ซึ่งปัจจุบันวิธีที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วในการวิเคราะห์เหล่านี้ คือ การใช้เทคนิค Next-Generation Sequencing หรือ NGS ที่สามารถทำงานได้ในปริมาณมาก มีต้นทุนต่ำ และมีความเร็วในการทำงานสูง หากเทียบกับการตรวจสารพันธุกรรมด้วยวิธีการตรวจแบบอื่น ๆ
สำหรับการตรวจสอบด้วยเทคนิค NGS นั้น ต้องยอมรับว่าสิ่งที่ท้าทายมากที่สุดอย่างหนึ่งในการตรวจ คือ ฐานข้อมูล หรือ ลำดับเบสบนสายพันธุกรรมของมนุษย์ที่มีมากกว่า 3 พันล้านเบส การเปรียบเทียบข้อมูลต่าง ๆ จึงต้องรวดเร็วและแม่นยำ เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากตัวอย่างที่มีจำกัดอย่างมากได้ สิ่งสำคัญ คือ การจำกัดวงและสังเกตพื้นที่ที่เกิดการเปลี่ยนแปลง ยกตัวอย่างเช่นในกรณีของ mRNA Sequencing นั้น การกำหนดสายพันธุกรรม (Strand) จะทำให้สามารถตรวจจับการแสดงออกของยีนแบบ Antisense Expression ได้อย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็นผลการถอดรหัสที่มีความใกล้เคียงหรือทับซ้อนกัน และเพิ่มเปอร์เซ็นต์การอ่านค่าที่เกิดขึ้นได้
กระบวนการดังกล่าวแม้จะมีรายละเอียดและข้อมูลจำนวนมาก ทั้งยังมีข้อจำกัดอีกหลายประการ อาทิ ปริมาณของตัวอย่าง เวลา และน้ำยาทดสอบ การเลือกใช้โซลูชันและเทคโนโลยีที่เหมาะสมจะช่วยให้การดำเนินการเหล่านี้เกิดประสิทธิภาพขึ้นได้ ทั้งในแง่ของตัวการทดสอบตัวอย่างและวิเคราะห์ หรือในแง่ของผู้ปฏิบัติงานที่มีความสะดวกสบายมากยิ่งขึ้น ซึ่งเทคโนโลยีจากผู้เชี่ยวชาญในเทคนิค NGS อย่าง Illumina ได้ทำให้กระบวนการตรวจสอบ mRNA กลายเป็นเรื่องง่าย ๆ ที่ช่วยประหยัดทั้งเวลา ต้นทุน และช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานดำเนินการได้ง่ายขึ้น
3 ขั้นตอนง่าย ๆ สำหรับ mRNA และ RNA Sequencing จาก Illumina
การตรวจรหัสพันธุกรรม ไม่ว่าจะเป็น DNA, RNA หรือ mRNA นั้น ความสำเร็จไม่ได้ขึ้นอยู่กับกรรมวิธีการตรวจสอบเพียงอย่างเดียว ความแม่นยำและผลลัพธ์ที่ได้ยังขึ้นอยู่กับขั้นตอนการเตรียมความพร้อมของตัวอย่างอีกด้วย ในขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างและการทดสอบ มีฐานข้อมูล ชุดเตรียมน้ำยา หรือ Library ที่ครอบคลุมและมีระบบในการทำงานที่เข้าใจในเงื่อนไขของ NGS ถือเป็นหัวใจสำคัญของผลลัพธ์ที่จะเกิดขึ้น ด้วยเทคโนโลยีและความเชี่ยวชาญของ Illumina ทำให้ขั้นตอนการทดสอบ NGS สำหรับ mRNA และ RNA Sequencing กลายเป็นขั้นตอนง่าย ๆ เพียง 3 ขั้นตอน ได้แก่
1. การเตรียมตัวอย่าง – ชุดน้ำยา Illumina Stranded mRNA Prep
การเตรียมตัวอย่างด้วยน้ำยาที่มีความครอบคลุมจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่สามารลดความเบี่ยงเบนของผลลัพธ์ไม่ให้เกิดขึ้นได้ ทั้งยังทำให้กระบวนการทดสอบนั้นเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งการเตรียมตัวอย่างที่มีประสิทธิภาพนี้จะรองรับการใช้งานตัวอย่าง RNA มาตรฐานเพียง 25 ng เท่านั้น
2. การทดสอบตัวอย่าง – Sequencing
ด้วยเครื่องทดสอบ NGS ประสิทธิภาพสูงตระกูล NextSeq จาก Illumina ที่สามารถตั้งค่าและใช้งานได้ง่าย ครอบคลุมความต้องการในการทดสอบที่เกี่ยวข้องอย่างครบถ้วน
3. การวิเคราะห์ข้อมูล – Data Analysis
เทคโนโลยี DRAGEN RNA Pipeline ช่วยให้สามารถการตรวจจับการแสดงของ RNA ที่แตกต่างออกไปได้ด้วยข้อมูลที่เที่ยงตรง แม่นยำ และสามารถทำงานได้ในปริมาณมาก
หนึ่งในจุดเด่นของโซลูชัน NGS จาก Illumina คือ กระบวนการที่เรียกว่า Target Enrichment ทำให้สามารถตรวจจับบริเวณที่จำเพาะของยีนหรือบริเวณของพันธุกรรมต่าง ๆ ทำให้สามารถหาลำดับพันธุกรรมเฉพาะบริเวณของยีนจำนวนมาก (เช่นมากกว่า 50 ยีนขึ้นไป) ในการรองรับการทดสอบหาการกลายพันธุ์ของยีนต่างได้นั่นเอง
NextSeq 2000 และ NovaSeq 6000 ที่สุดแห่งเทคโนโลยีสำหรับการตรวจตัวอย่างแบบ NGS
Illumina ผู้เชี่ยวชาญด้าน Life Sciences โดยเฉพาะในด้านของการทดสอบ NGS ได้สร้างแพลตฟอร์มสำหรับการทดสอบตัวอย่างที่ได้รับการยอมรับในประสิทธิภาพจากผู้ใช้งานทั่วโลก โดยการคำนวณจากข้อมูลการ Sequencing ที่มีการเผยแพร่พบว่า ข้อมูล Sequencing มากกว่า 90% ในโลกนั้นเกิดขึ้นมาจากการใช้งานเครื่องมือของ Illumina หรือมีระบบ Sequencing จาก Illumina ติดตั้งทั่วโลกแล้วมากกว่า 17,000 เครื่อง
ในปัจจุบัน Illumina มีการพัฒนาเครื่องทดสอบ NGS ขึ้นมาหลากหลายรุ่นเพื่อให้ครอบคลุมต่อความต้องการในการใช้งาน แต่รุ่นที่น่าสนใจสำหรับการตรวจ mRNA และการใช้งานระดับพรีเมียมนั้นต้องยกให้กับ NextSeq 2000 และ NovaSeq 6000 ที่ต่างมีความโดดเด่นไม่แพ้กัน ด้วยความสามารถในการทำงานอัตโนมัติที่มาพร้อมกับ Ecosystem ของการทดสอบ NGS ที่ครบครัน
NextSeq 2000 เครื่องวิเคราะห์ NGS สำหรับมือโปร
NextSeq 2000 ถูกออกแบบใหม่หมดจดตั้งแต่พื้นฐาน เพื่อรับประกันความแม่นยำและกำลังในการประมวลผลสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็น
- Single-Cell Gene Expression สามารถดูข้อมูลการเปลี่ยนแปลงจากเซลล์สู่เซลล์ได้ในความละเอียดสูงด้วยด้วย Flow Cell P2 วิเคราะห์ตัวอย่าง 2 – 10 ตัวอย่างได้ในเวลา 13 ชั่วโมง หรือใช้ Flow Cell P3 กับตัวอย่าง 6 – 30 ตัวอย่าง เพื่อวิเคราะห์ในเวลาประมาณ 19 ชั่วโมง
- Whole-Exome Sequencing วิธีการตรวจพันธุกรรมแบบประหยัดเมื่อเทคนิคอย่าง WGS ไม่เหมาะสมหรือไม่สามารถใช้ได้ สามารถวิเคราะห์ 4 ตัวอย่างในเวลา 19 ชั่วโมงด้วย Flow Cell P1 หรือวิเคราะห์ 48 ตัวอย่างในเวลาประมาณ 33 ชั่วโมง ด้วย Flow Cell P3
- Shotgun Metagenomics สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างที่มีความซับซ้อน ประเมินความหลากหลายของแบคทีเรียและตรวจสอบจุลินทรีย์ได้ในหลากหลายสภาพแวดล้อม สามารถวิเคราะห์ 2 ตัวอย่างได้ในเวลา 19 ชั่วโมง ด้วย Flow Cell P1 และหากใช้ Flow Cell P3 ก็จะสามารถวิเคราะห์ 24 ตัวอย่างได้ในเวลาประมาณ 48 ชั่วโมง
คุณสมบัติทั่วไปในการใช้งาน NextSeq 2000 ใช้เวลาทำงานประมาณ 11 – 48 ชั่วโมง มีผลลัพธ์สูงสุดอยู่ที่ 360 Gb สามารถอ่านค่าได้มากที่สุด 1.2 พันล้านค่าต่อการรัน 1 ครั้ง และมีช่วงความยาวที่อ่านได้สูงสุด 2 x 150 bp ตัวเครื่องถูกออกแบบมาสำหรับตั้งบนโต๊ะ ง่ายต่อการจัดวางและการใช้งาน เหมาะสำหรับ Single-Cell Sequencing, RNA-Seq, Enrichment Panel และอื่น ๆ อีกมากมาย
NovaSeq 6000 เครื่องวิเคราะห์ NGS สารพัดนึกระดับพรีเมียม
NovaSeq 6000 ถือเป็นรุ่นที่ให้ปริมาณข้อมูลมากสูงสุดต่อการทำงาน 1 ครั้งสำหรับการทดสอบ NGS จาก Illumina ซึ่งสามารถใช้งานกับการวิเคราะห์พันธุกรรมใด ๆ ก็ได้ จะใช้รูปแบบ Sequencing ใดก็ได้ทั้งหมด ทั้งยังรองรับการทำงานหรือโครงการได้ทุกขนาด จัดเต็มทุกฟีเจอร์ที่มี โดยมีการใช้งานที่น่าสนใจ ดังนี้
- Whole-Genome Sequencing ของมนุษย์ที่สามารถสร้างผลลัพธ์ได้สูงสุดถึง 48 ตัวอย่าง การใช้งานแบบ Dual Flow Cell เพียง 1 การรันเท่านั้น
- Whole-Exome Sequencing วิธีทดสอบทางเลือกที่คุ้มค่ากว่า WGS รองรับการทดสอบ 500 Exomes ในการรันเพียงครั้งเดียวด้วยการใช้ S4 Flow Cell แบบ
- Whole-Transcriptome Sequencing สามารถตรวจจับรหัสของ RNA ได้หลากหลายรูปแบบ รวมถึงกลุ่ม Noncoding แม้ในกลุ่มตัวอย่างคุณภาพทั่วไปหรือคุณภาพต่ำ สามารถรองรับ 400 Transcriptomes ได้ในการรันเพียงครั้งเดียวด้วย S4 Flow Cell
ทั้ง 3 ฟีเจอร์ยังมาพร้อมกับชุดน้ำยา Illumina DNA PCR-Free Prep และ Illumina DNA Prep ที่ช่วยเตรียมตัวอย่างได้อย่างรวดเร็ว ชุดคิทการทำงาน NovaSeq Reagent Kits V1.5 ที่มีการยืดอายุน้ำยาและทำให้ต้นทุน Sequencing นั้นมีความคุ้มค่ามากขึ้น มีการใช้งานซอฟต์แวร์ DRAGEN ที่ช่วยให้วิเคราะห์ได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยเฉพาะการใช้งานกับกลุ่มมะเร็งและการ call VCF
NovaSeq 6000 ในฐานะเครื่องรุ่นพรีเมียมจึงมาพร้อมกับประสิทธิภาพในการทำงานที่สูงกว่าเครื่องรุ่นอื่น ๆ ในตลาด โดยสามารถทำงานได้ต่อเนื่อง 44 ชั่วโมง หากใช้ Dual S4 Flow Cells และการใช้ Dual SP Flow Cells จะสามารถทำงานต่อเนื่องได้ประมาณ 13 – 38 ชั่วโมง สร้างผลลัพธ์การทำงานได้สูงสุด 6,000 Gb หรือ 2 หมื่นล้านเส้น (Read) ต่อการรันระบบครั้งเดียว เหมาะสำหรับการทดสอบตัวอย่างที่มีจำนวนมากและมีความซับซ้อนหรือมีข้อจำกัดที่เครื่องรุ่นอื่นไม่สามารถทำได้ เช่น Methylation หรือ Genome Sequencing ปริมาณปานกลางและปริมาณมาก
ความสามารถของเครื่อง NGS จาก Illumina จะเห็นได้ว่าเกิดขึ้นจากการคิดที่ครบจบในที่เดียว โดยเริ่มตั้งแต่การเตรียมตัวอย่างที่เป็นขั้นตอนที่ความสำคัญอย่างมากในการกำหนดทิศทางของผลลัพธ์ ในขณะที่เทคโนโลยีการทดสอบตัวอย่างก็ให้ความสำคัญกับความรวดเร็วและคุณภาพของผลลัพธ์ ไปจนถึงระบบการวิเคราะห์และประเมินผลอย่าง DRAGEN ที่ช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพและความแม่นยำของผลลัพธ์ ทำให้ Illumina กลายเป็นแบรนด์ที่ได้รับความไว้วางใจมากที่สุดในการตรวจ NGS ทั่วโลก
บริษัท Bio-Active Co., Ltd. ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีสำหรับงานทดสอบในห้องทดลองที่มีประสบการณ์ยาวนานกว่า 20 ปี เป็นผู้จัดจำหน่ายแบรนด์ Illumina ในประเทศไทย พร้อมให้บริการด้วยคติประจำองค์กร ‘We are your helping hands’ มั่นใจได้ทั้งคุณภาพของเทคโนโลยีระดับสากลและความเชี่ยวชาญในด้าน Life Sciences ที่ได้รับการยอมรับในวงการอย่างต่อเนื่อง หากคุณกำลังมองหาโซลูชันสำหรับการทดสอบ NGS หรืองาน Liquid Handling อย่ารอช้าติดต่อ Bio-Active ได้ตามข้อมูลดังต่อไปนี้
สนใจข้อมูลเพิ่มเติมติดต่อได้ที่:
Bio-Active Co., Ltd.
Website: www.bio-active.co.th
E-mail: info@bio-active.co.th
Tel: (+66) 2350 3090
Voltaire
