ข้ามไปที่เนื้อหาหลัก

หลักการทำงานของเครื่องวิเคราะห์ลำดับเบส PacBio

PacBio (Pacific Biosciences)

PacBio (Pacific Biosciences) เป็นบริษัทที่พัฒนาเทคโนโลยีการหาลำดับเบสที่เรียกว่า Single Molecule Real-Time (SMRT) Sequencing ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการหาลำดับแบบ Third Generation Sequencing (TGS) ที่ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ปี 2011 เทคโนโลยีนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้สามารถอ่านลำดับ DNA และ RNA ได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยสามารถจัดลำดับได้ในความยาวที่มากกว่าที่เคยมีมาในเทคโนโลยีก่อนหน้า.

หลักการและทฤษฏี

PacBio SMRT Sequencing ใช้หลักการของการตรวจจับการเรืองแสงจากนิวคลีโอไทด์ที่ถูกดัดแปลง ซึ่งจะถูกใช้ในการสังเคราะห์ DNA ที่เป็นเป้าหมายในระหว่างกระบวนการอ่านลำดับ โดยเอนไซม์ DNA polymerase จะทำหน้าที่ในการเพิ่มนิวคลีโอไทด์เข้าไปในสาย DNA ที่กำลังสังเคราะห์อยู่ เมื่อมีการเพิ่มนิวคลีโอไทด์ใหม่เข้าไป จะเกิดการปล่อยแสงเรืองออกมา ซึ่งสามารถตรวจจับได้ ทำให้สามารถอ่านลำดับเบสได้อย่างแม่นยำและมีความละเอียดสูง

กระบวนการวิเคราะห์

กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลจาก PacBio ประกอบด้วยขั้นตอนการสร้างข้อมูลลำดับเบสจากการอ่านที่ได้ โดยข้อมูลจะถูกประมวลผลเพื่อสร้างลำดับที่สมบูรณ์และสามารถนำไปวิเคราะห์ต่อได้. การใช้เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถจัดลำดับ DNA หรือ RNA ได้อย่างเต็มความยาว (full-length) และสามารถระบุ isoform gene ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น

การประยุกต์

PacBio SMRT Sequencing มีการประยุกต์ใช้ในหลายด้าน เช่น การศึกษา genome, transcriptome, epigenome, และการวิเคราะห์ความหลากหลายทางพันธุกรรม. เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับงานวิจัยที่ต้องการข้อมูลลำดับเบสที่มีความยาวและความแม่นยำสูง เช่น การศึกษาโรคหายาก, โรคมะเร็ง, และการอนุรักษ์พันธุกรรมของสัตว์ป่า

จุดเด่น จุดด้อย

จุดเด่น:

สามารถอ่านลำดับ DNA และ RNA ได้อย่างต่อเนื่องและเต็มความยาว.

มีความแม่นยำสูงกว่าเทคโนโลยีอื่น ๆ เช่น Sanger sequencing และ nanopore sequencing.

เหมาะสำหรับการศึกษาโครงสร้างของจีโนมและทรานสคริปต์ที่ซับซ้อน.

จุดด้อย:

ต้นทุนในการวิเคราะห์ยังสูงกว่าเทคโนโลยีอื่น ๆ ทำให้จำกัดการใช้งานในบางกรณี.

อาจต้องใช้เวลาในการประมวลผลข้อมูลที่มากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่น ๆ

อนาคต

อนาคตของ PacBio มีแนวโน้มที่จะเติบโตขึ้น เนื่องจากความต้องการในการศึกษาข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีความซับซ้อนเพิ่มมากขึ้น. การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่ช่วยลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพในการอ่านลำดับจะทำให้ PacBio สามารถเข้าถึงนักวิจัยและผู้ใช้งานได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังมีโอกาสในการนำไปใช้ในด้านการแพทย์ส่วนบุคคลและการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ

ความคิดเห็น

โพสต์ยอดนิยมจากบล็อกนี้

หลอดใส่เลือดมี่กี่ชนิด (tube เลือดมี่กี่ชนิด)

        หลาย ๆ ท่านอาจสงสัยนะครับว่าเวลามีนัดต้องไปพบแพทย์ และเมื่อถึงเวลาเจาะเลือด ทำไมถึงต้องเก็บเลือดเราไปทีละหลาย ๆ หลอดและในการนัดแต่ละครั้งก็มีการเจาะเลือดไปไม่เหมือนเดิมกับครั้งก่อน วันนี้เราจะมาทำความเข้าใจกันครับว่าหลอดใส่เลือดแต่ละแบบมีความแตกต่างกันอย่างไร         ปัจจุบันในทางการแพทย์หลอดสำหรับเก็บตัวอย่างเลือดนั้นถูกพัฒนามาหลายรูปแบบด้วยกัน เพื่อให้มีประสิทธิภาพสำหรับตรวจทางห้องปฏิบัติการรวมถึงระยะในการเก็บรักษาตัวอย่างเลือดให้มีความเหมาะสม และมีประสิทธิภาพสูงสุดตามวัตถุประสงค์ของการตรวจทางห้องปฏิบัติการครับ สำหรับในวันนี้จะพามาทำความรู้จักกับหลอดเลือดพื้นฐานที่ใช้ในการตรวจประจำของโรงพยาบาลโดยทั่วไปครับ  สิ่งที่อยู่ในหลอดเลือดแต่ละสี        สิ่งที่อยู่ข้างในหลอดเลือดสีต่าง ๆ คือ สารเคมีที่ป้องกันการแข็งตัวของเลือด (สารกันเลือดแข็ง) โดยในหลอดแต่ละสีก็จะมีสารกันเลือดแข็งคนละชนิดกันครับ ซึ่งสาเหตุที่ต้องใช้สารกันเลือดแข็งหลายชนิด ไม่สามารถใช้ชนิดเดียว หรือหลอดเดียวสำหรับารตรวจได้ทั้งหมดก็เพราะว่าส...

DNA ตอนที่ 1 : DNA คืออะไร และโครงสร้างของ DNA

สารพันธุกรรม (genetic materials) ห มายถึงสารที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งสิ่งมีชีวิตระดับโปรคาริโอต (prokaryote) และยูคาริโอต (eukaryote) โดยสารพันธุกรรมประกอบด้วย ดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid หรือ DNA) และอาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid หรือ RNA) การเก็บรักษาข้อมูลพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตเกิดจากการเรียงลำดับของหน่อยย่อยที่สุดของ DNA และ RNA อย่างเป็นระเบียบและมีความหมาย ซึ่งหน่อยย่อยของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอเราเรียกว่า นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) สิ่งมีชีวิตจะทำการแปลรหัสข้อมูลนิวคลีโอไทด์เหล่านี้ออกมาเป็นโปรตีนเพื่อทำหน้าที่ต่าง ๆ ของเซลล์หรือร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่อไปผ่านการทำงานร่วมกันตั้งแต่ DNA RNA ไปจนถึงขั้นตอนการสั่งเคราะห์โปรตีน อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตบางประเภทจะเก็บข้อมูลพื้นฐานของตัวเองในรูปแบบของ RNA เท่านั้น เช่นไวรัสในกลุ่มรีโทรไวรัส หรือที่เรารู้จักกันดีก็คือไวรัสโควิด ภาพที่ 1 แสดงโครงสร้างจำลองของ DNA ที่มาภาพ : http://becuo.com/red-dna-wallpaper   DNA (deoxyribonucleic acid )                  D...

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)             โปรตีนคือสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่และมีโครงสร้างซับซ้อนเกิดจากหน่วยย่อยกรดอะมิโน (amino acid) จำนวนมากตั้งแต่หลักร้อยจนถึงหลักพันหน่วยมาต่อกันเกิดเป็นสายยาว (long chains) เรียกว่า polypeptide ซึ่งในสายหรือระหว่างสายของ polypeptide เองก็จะเกิดพันธะทางเคมีขึ้นได้ทำให้โปรตีนมีโครงสร้างที่แตกต่างกันออกไปและทำให้โปรตีนเองมีคุณสมบัติที่หลากหลายและโครงสร้างซับซ้อน             กรดอะมิโนเป็นหน่วยย่อย (monomer) ของโปรตีนซึ่งประกอบไปด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิด โครงสร้างของกรดอะมิโนประกอบด้วย หมู่อะมิโน (NH 3 ) หมู่คาร์บอกซิล (COO - ) และหมู่ R หรือ side chain ที่จับอยู่กับ alpha carbon โดยกรดอะมิโนแต่ละชนิดจะมีโครงสร้างเหมือนกันจะแตกต่างกันเพียงแค่หมู่ R เท่านั้น กรดอะมิโนแต่ละตัวจะมีเชื่อมต่อกันโดยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) ระหว่างหมู่คาร์บอกซิลและหมู่อะมิโน ดังนั้นสิ่งที่กำหนดคุณสมบัติของโปรตีน หน้าที่ของโปรตีน และโครงสร้างของโปรตีนก็คื...