Metody sekwencjonowania nowej generacji oraz ich wykorzystanie w genetyce, hodowli i biotechnologii roślin

Application of Next Generation Sequencing methods in genetics, plant breeding and biotechnology

Marta Orłowska

Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin, Polska

Martyna Sobczyk

Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin, Polska
Streszczenie

W niniejszej pracy przedstawiono i scharakteryzowano metody sekwencjonowania nowej generacji – NGS (ang. Next-Generation Sequencing). W tym krótkim przeglądzie zaprezentowano najważniejsze techniki sekwencjonowania drugiej generacji. Metody te umożliwiają odczytanie kolejności nukleotydów w łańcuchu DNA. Szybki rozwój technik sekwencjonowania zaczął się na początku lat 70. XX wieku, kiedy to opublikowano dwie techniki pierwszej generacji – metodę Sangera, na której bazują techniki NGS, oraz metodę Maxama i Gilberta. Późniejsze ich modyfikacje (m.in. wprowadzenie elektroforezy kapilarnej, fluorescencyjne znakowanie nukleotydów, zastosowanie mikroprocesora) doprowadziły do pełnej automatyzacji procesu i przyczyniły się do jego udoskonalenia. Obecnie metody NGS są narzędziem wykorzystywanym w wielu dziedzinach nauki, m.in. w genetyce, biotechnologii, biologii molekularnej i w nowoczesnej hodowli roślin. Technologie prezentowane w artykule cechują się wieloma zaletami, ale nie są też pozbawione wad. Dokładność odczytu sekwencji oraz ogólne koszty eksploatacyjne wskazują na to, że najbardziej obiecująca metoda sekwencjonowania nowej generacji opiera się na systemie SOLiD. Z kolei zaś sekwencjonowanie poprzez ligację (platforma SOLIiD) oprócz dużej dokładności charakteryzuje się dłuższym czasem analiz w porównaniu do innych omawianych metod.

In this article next generation sequencing (NGS) methods were characterized. This short review focus on the most important methods of second and third generation sequencing techniques. NGS tech- niques give unique opportunity to read nucleotides order in DNA strand. Fast, rapid development and progress of genetic sequencing methods began in the seventies. Then two new sequencing techniques were established – enzymatic method (Sanger’s sequencing), chemical method (Maxam’s and Gilbert’s sequencing). Later modifications such as use of capillary electrophoresis, fluorescent nucleotides and application of microprocessor led to total automation of the process and contributed to the methods improvements. Nowadays NGS methods are tools used in many scientific fields e.g. genetic, biotech- nology, molecular biology and modern plant breeding programs. Technologies presented in this article have many advantages, but are also not without flaws. Reading accuracy and the overall costs indicate that method based on SOLiD system is the most promising next generation sequencing. Sequencing by ligation (SOLiD) characterized by high precision but also run time is longer compared to the other method described in this article.

Słowa kluczowe
NGS; pirosekwencjonowanie; sekwencjonowanie nowej generacji; sekwencjonowanie przez ligację; sekwencjonowanie przez syntezę;   pyrosequencing; next generation sequencing; sequencing by ligation; sequencing by synthesis
Aparatura Badawcza i Dydaktyczna (2017) 22: 54-61
Data pierwszej publikacji on-line: 2017-03-31 12:44:26
Pełny tekst (.PDF) Statystyki Powrót do listy