גנומיקה אנליטית ותרגומית
המשאב המשותף לגנומיקה אנליטית ותרגומית (ATG) חיוני לקידום מחקר סרטן בסיסי, קליני ומבוסס אוכלוסייה. הוא מציע לחברי UNMCCC וללא חברים שירותי ניתוח גנומי מקיפים וחסכוניים, כולל ריצוף הדור הבא (NGS), ריצוף RNA של תא בודד (scRNA-seq), גנומיקה מרחבית, ניתוח נתונים ראשוני ותמיכה בבדיקות גנומיקה פונקציונליות.
וטכנולוגיות אחרות הקשורות לגנומיקה.
המשאב המשותף ממומן על ידי מרכז UNM Comprehensive Cancer באמצעות מענק הליבה של CCSG P30CA118100 ומימון נוסף, כמו גם כספים ממדינת NM ודמי משתמש.
הצוות הבקיא זמין להתייעצות כדי לסייע למשתמשים ביצירת הניסויים הטובים ביותר ולייעל את איכות הנתונים שנוצרו.
מנהל סגל
Viswanathan Palanisamy, דוקטורט
פּרוֹפֶסוֹר, רפואה פנימית/ רפואה מולקולרית
טל': (505) 272-0652
מנהל טכני / ביואינפורמטיקה
קתרין (צ'רלי) ברייר, דוקטורט | CRF G22A
צוות טכני בכיר
ד"ר קל קוק | CRF 118, טל': (505) 272-5564
מגדלנה (מגי) סייפרי | CRF 119, טל': (505) 272-5564
גנומיקה אנליטית ותרגומית
קובץ ה-ATG נגיש לכל החוקרים באוניברסיטת ניו מקסיקו (UNM) ובמוסדות הקשורים אליה. עם זאת, חיוני שתספקו ציטוט עבור קובץ P30CA118100 ותציינו גם את ATG, יחד עם משאבים משותפים אחרים של UNMCCC ששימשו להפקת הנתונים.
כדי לתת קרדיט לתרומות שלנו, אנו מבקשים שתכללו את הטקסט הבא בחלק התודה של כתבי היד שלכם:
מחקר זה קיבל מימון חלקי מ-UNM Comprehensive Cancer Support Grant NCI P30CA118100 ועשה שימוש במשאב המשותף של גנומיקה אנליטית ותרגומית.
שירותים, טכנולוגיות וציוד מרכזיים
DNA-seq ו-RNA-seq בעלי תפוקה גבוהה. ATG מציעה ריצוף גנום שלם, RNA-seq בכמות גדולה, ChIP-seq, RIP-seq, אקסום ו-RNA קטן באמצעות ריצוף Singular Genomics G4. חומר המוצא יכול לכלול תאים, רוק, דם ו-FFPE או דגימות פתולוגיה קפואות טריות.
ריצוף גנומי של תאים בודדים פי 10. באמצעות בקר 10x Genomics Chromium, יחד עם מונה תאים אוטומטי מדגם Countess II ומכשיר Miltenyi gentleMACS Octo Dissociator ליצירת תרחיפים של תאים בודדים, צוות ATG מכין את הדגימות ובונה את ספריות NGS עבור NGS של DNA ו-RNA.
10x Visium-HD וקסניום באתר לניתוח טרנסקריפטום שלם וניתוח ביטוי גנים ממוקד. בשיתוף פעולה עם Human Tissue Repository & Tissue Analysis (HTR-TA), ה-ATG מציע ניתוח טרנסקריפטום מרחבי שלם של רקמות טריות קפואות ו-FFPE באמצעות טכנולוגיות ביטוי גנים מרחביות Visium-HD ו-Xenium in situ של 10x Genomics. ביטוי גנים מרחבי Visium HD מתווה את הטרנסקריפטום המלא של מקטעי רקמה שלמים, ומספק הקשר מורפולוגי ורזולוציה תאית גבוהה. Xenium in situ מאפשר מיפוי תת-תאי בתפוקה גבוהה של עד 5,000 גנים לצד חלבונים מרובי-תאים באותו מקטע רקמה, שהושג בשיתוף פעולה עם HTR-TA להכנת דגימות.
ניתוח נתוני NGS, scRNA-seq, ואינטראקציות עם המשאבים המשותפים של ביוסטטיסטיקה וביואינפורמטיקה ומדעי הנתונים (BDS). ה-ATG מתאם עם המשאבים המשותפים של ביוסטטיסטיקה ו-BDS כדי לבסס ניתוחי בקרת איכות ולפתח צינורות ניתוח נתונים עבור נתוני G4-Singular, כולל זיהוי וריאנט של נוקלאוטיד יחיד (SNV) מדגימות DNA, ניתוח ביטוי גנים, ניתוח וריאנטים מ-RNA, נתוני scRNA-seq, זיהוי תמלילי היתוך מ-RNA-seq וניתוח וריאנט מספר עותקים (CNV). הקבצים המעובדים מאוחסנים בחשבון הענן המאובטח שלנו ב-AWS ומשמשים לניתוחים במורד הזרם על ידי צוות ATG או ה-BDS, תוך שימוש בסקריפטים של R מותאמים אישית. מנהל הטכני של ATG, ברייר, ממלא תפקיד כפול כביואינפורמטיקאי בכיר וכמקשר עם המשאבים המשותפים של ביוסטטיסטיקה ו-BDS כדי להקל על תכנון המחקר וניתוח הנתונים.
אחסון נתונים ומחשוב. ה-ATG מתחזק חשבון AWS מאובטח, תואם HIPAA ומאושר על ידי IRB, שבו ניתן לאחסן ולנתח מערכי נתונים גדולים. כל הנתונים עוברים ביטול זיהוי, מוצפנים תוך כדי העברה ומאוחסנים. רק למשתמשים מורשים יש גישה, הדורשת אימות דו-שלבי. למען אבטחת הנתונים הגנומיים, ה-ATG פועל לפי המדיניות המפורטת בשיטות העבודה המומלצות לאבטחה של NIH עבור נתונים עם גישה מבוקרת, בכפוף למדיניות שיתוף נתונים גנומיים של NIH.
שירותים אחרים. ל-ATG יש Agilent BioAnalyzer, פלואורומטר Qubit, מכשיר Miltenyi gentleMACs Octo Dissociator עם תנורי חימום (לייצור תרחיפים של תאים בודדים מרקמה), מונה תאים אוטומטי Countess II ו-ThermoFisher QuantStudio 6 Pro Q-PCR, הזמינים לשימוש חברי UNMCCC. רובוט לחילוץ DNA/RNA Qiagen EZ2 זמין לחילוץ אוטומטי בנפח גבוה של חומצות גרעין.
ATG יכול לרצף את הסוגים הבאים:
- זיהוי מוטציות או וריאנטים של גנים. זה יכול לכלול הערכת רמת המוטציות הגנטיות בגידול, ניתוח וריאציות גנטיות ספציפיות בסרטן או מחלה מסוימת, או הערכת האופן שבו תאים מגיבים לנזק ב-DNA לאחר פציעה או טיפול. בדרך כלל, זה מושג על ידי שימוש ברצף פאנל גנים ממוקד לניתוח גנים הקשורים לסרטן או למחלות מסוימות.
- לימודי ביטוי גנים. תמלול פרופיל של תאים, רקמות, אורגנואידים או דגימות של חולים, כתאים בודדים או בכמויות גדולות יותר.
- מגוון מבחני ניתוח מצב כרומטין, ממחקרי מתילציה של DNA ועד מבחני ATAC ועד ChIP-seq, זמינים.
- לימוד RNA לא מקודד כגון ncRNAs, lincRNAs, miRNAs ו-tRNAs.
אנא צור קשר עם קל קוק (kelcook@salud.unm.edu) או קתרין ברייר (kbrayer@salud.unm.edu) לקביעת פגישת ייעוץ.
ATG משתמש iLab לחיוב.
לשאלות בנושא iLabs או להגדרת חשבון/יחסי ציבור לשימוש במשאב המשותף, נא לשלוח דוא"ל פאלאקשי רדי בנדפאלי או להתקשר 505-272-4539.
מכשירי גנומיקה
רצף ה-Singular Genomics G4
- סיקוונסר גמיש ומהיר קצה מזווג
- מסוגל להפיק עד 1.6 מיליארד קריאות של 2 x 150 bp תוך 24 שעות
- ניתן להגדיר עבור מגוון אורכי קריאה
- תואם כמעט לכל הספריות שניתן לרצף במכשירי Illumina.
למידע נוסף: https://www.singulargenomics.com/
10x Genomics Chromium iX
- מחיצות תאים או גרעינים לרצף תא בודד
- לוכד RNA, חלבון ו/או כרומטין
- בדיקת ביטוי גנים, רפרטואר תאי חיסון, נגישות לכרומטין, הפרעות CRISPR
- התשומות משתנות בהתאם למבחן, אך כוללות השעיות תאים חיים, גרעינים, תאים קבועים, רקמה קפואה ובלוקים FFPE. מבחנים אגנוסטיים של מינים זמינים
למידע נוסף: https://www.10xgenomics.com/instruments/chromium-x-series
מנתח קסניום 10x Genomics
- פלטפורמת הדמיה של טרנסקריפטומיקה מרחבית
- רזולוציה תת-סלולרית
- מסוגל ללכוד עד 5,000 גנים
- לוחות גנים מרובים מעוצבים מראש שניתן להתאים אישית יותר (https://www.10xgenomics.com/products/xenium-panels)
למידע נוסף: https://www.10xgenomics.com/platforms/xenium
10x Genomics CytAssist
- מקל על מבחני תעתיק מרחביים של Visium ו-Visium HD
- התחל מגושי FFPE או FFPE חתוכים מראש ומקטעים קפואים טריים
- תואם למקטעים מוכתמים H&E או אימונופלואורסצנטי
למידע נוסף: https://www.10xgenomics.com/instruments/visium-cytassist
- Agilent Bioanalyzer: נתח איכות/כמות של DNA ו-RNA באמצעות תשומות מינימליות. (https://www.agilent.com/en/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument)
- פלואורומטר קוביט II: כימות DNA ו-RNA.
- תרמופישר/אינוויטרוגן רוזנת II: ספירת תאים וכמת שיעור של תאים חיים בדגימה.
- Miltenyi Biotec עדין MACS Octo Dissociator עם מחממים: נתקו דגימות רקמה לפני ריצוף של תא בודד.
- Qiagen EZ2: מיצוי אוטומטי של DNA ו-RNA.
- ThermoFisher QuantStudio 6 Pro Q-PCR. מערכת PCR בזמן אמת עם בלוקים של 96 ו-384 בארות כדי לאפשר גמישות וקלות בניתוח ביטוי גנים.
מכשירים נבחרים זמינים לשימוש על ידי חברים מוסמכים ומאומנים בקהילת UNM. מכשירים משותפים זמינים בשעות העבודה הרגילות ובשעות אחרות בתיאום מיוחד. אנא צור קשר עם צוות מתקן ATG לקבלת מידע נוסף על בדיקות ותמחור.
שאלות נפוצות על ATG
אלו הנחיות לחוקרים השוקלים שימוש בשירותי הדור הבא של רצף (NGS) מהמשאב המשותף של ATG. כל החוקרים מוזמנים להתייעץ עם צוות ATG לפני שהם מתחילים להכין או לנתח דגימות. אנו יכולים לסייע בתכנון ניסיוני, ובמידת הצורך ליצור איתך קשר עם ביו-סטטיסטים מומחים שיוכלו לעזור בתכנון ניסיוני. חשוב מאוד לקחת בחשבון את התכנון הניסיוני לפני שמתחילים בניסויים ב- NGS, שיכולים להיות יקרים למדי.
ניתן לבצע בהצלחה RNA-seq בתפזורת עם כמויות מינימליות של RNA, רק 1ng של mRNA. ATG בודק את תקינותם (RIN) עם קבלת RNA, באמצעות ה-Agilent Bioanalyzer. תשומות מוצעות עבור RNA-seq הם 150 ng של RNA הכולל עבור RNAs באיכות גבוהה ו-250 ng עבור RNAs מושפל (למשל FFPE RNA). לאחר מכן מנותקים RNAs ריבו כדי להסיר rRNA לא רצוי, המהווה ~90% מה-RNA בתאים.
ניסויי NGS יכולים להיות יקרים, והעלויות משתנות בהתאם למבחן המדובר. בנוסף, העלות הכוללת תלויה בערכה המשמשת לבניית הספריות ובעומק הרצף הנדרש. אנא צור קשר עם הצוות כדי לקבל מידע נוסף ולקבלת הצעת מחיר.
מבחני NGS מייצרים מערכי נתונים נרחבים ומורכבים המכילים כמויות אדירות של מידע אך יכולים להיות גם מאתגרים לניתוח. המשאב המשותף של ATG מספק את הרמה הראשונה של ניתוח, כולל ניתוח של פרמטרים של בקרת איכות, יישור הקריאות לגנום המתאים, זיהוי וריאנטים של רצף או ספירת תכונות, לפי הצורך.
ל-ATG Shared Resource צוות מומחי ביואינפורמטיקה שיבצעו את ניתוח הנתונים הראשוני ואשר ינהל ויגבה את הנתונים. הם יכולים לבצע את סוגי הניתוחים הפשוטים ביותר (למשל ביטוי גנים מ-RNA-seq). יש לבצע ניתוח מעמיק יותר, כגון התאמה בין תוצאות למידע על המטופל, עם הקלט מהמשאב המשותף של ביואינפורמטיקה או המשאב המשותף של ביו-סטטיסטיקה. צוות ATG יכול לעזור ביצירת אינטראקציות עם המומחים המתאימים, שאמורים להיות מעורבים מההתחלה כדי לעזור בתכנון ניסיוני ובבקרת איכות. נא לדון בצרכי הניתוח שלך עם חברי הצוות.
אימות הוא חלק בלתי נפרד מכל ניסוי NGS, והדרישות משתנות בהתאם לסוג הניסוי. אנא צור קשר עם צוות ATG כדי לדון באפשרויות לאימות תוצאות NGS.
מנהל המתקן, Viswanathan Palanisamy, Ph.D., יכול לספק מכתבי תמיכה וייעוץ לגבי תיאור המשאב המשותף של ATG וניסויי NGS פוטנציאליים בבקשות למענקים. ד"ר פלניסאמי שירת במספר מדורי מחקר של NIH, ACS ו-DOD וסקר בקשות רבות למענקים, כולל ניסויי NGS. במענקים שלו במימון עצמו יש ניסויים של NGS. הוא יכול לעזור בכתיבת חלקים מהמענק שלך לגבי ניסויי NGS ולהצביע על מלכודות פוטנציאליות ודברים שכדאי להימנע מהם.
הדרך הקלה ביותר למתוח ביקורת על ניסוי NGS היא לתאר אותו כמשלחת דיג. הנה כמה דברים שבהחלט כדאי לך להימנע מהם.
- אל תציע לאפיין גנים שעדיין לא זיהית. אם אין לך נתונים ראשוניים, אתה לא יודע אילו גנים או כמה גנים תמצא. עם זאת, סביר להניח שהם יגיעו למאות. פשוט לומר שתבחר כמה גנים מעניינים ללימוד היא דרך מהירה להשיג ציון רע על המענק שלך. אם אפשר, הניסוי שלך צריך לבדוק השערה. לדוגמה, אתה יכול לשער שגנים מסוימים (למשל גנים אפופטוזיס) יתקבלו. אז אתה יכול להציע להשתמש במבחני NGS כדי לבדוק זאת (ולהציע PCR בזמן אמת כגישת גיבוי). כך תוכלו לבדוק השערה, להציע תוצאות ובקרות צפויות (למשל גנים שצריכים לעלות ולרדת), שזו דרך הרבה יותר טובה לעשות ניסוי NGS (או כל ניסוי אחר). פשוט ללכת לדוג גנים זו גישה גרועה ותמיד מעוררת את זעמה של ועדת הביקורת.
- פשוט לומר שתשתמש בתוכנה כלשהי כדי לנתח את הנתונים או לקבץ את הגנים למסלולים, גם יכניס אותך לצרות. נתוני NGS יכולים להיות מורכבים ביותר, וידרשו שיטות סטטיסטיות לניתוח. נתוני המסלול הידועים אינם שלמים למרבה הצער. רוב הגנים לא נמצאים במסלולים, בכל מקרה. תזדקק לגישה מתוכננת היטב לניתוח הנתונים. כדאי שתהיה לך דרך לדעת אם הניסוי עבד או לא (למשל האם הגנים הצפויים לאפופטוזיס הופעלו?).
- הניסוי של NGS לא צריך להיות סתם פסקה בסוף אחת ממטרותיך. לא משנה מה שתעשה, בהחלט אל תוסיף ניסוי NGS בסוף בקשת המענק כמשהו ש"אתה גם תעשה ". ניסויים ב- NGS הם גדולים, יקרים ומסובכים ולא ניתן לעשות זאת כמחשבה אחרונה. במענקים רבים ורבים יש תיאור של פסקה אחת של ניסוי NGS שגם החוקרים יעשו. זהו מוט ברק לביקורת מצד הסוקרים.
- אם אתם מחפשים גנים, עליכם לחפש אותם מסיבה כלשהי. לא רק להציע לחפש גנים מוסדרים מבלי להציע לעשות איתם משהו. מציאת הגנים שעולים ויורדים אינה מטרה מספיק משמעותית. עליכם לחפש גנים עם מטרה מסוימת (למשל איזו השערה להיבדק).