Applied Biosystems wkracza w nową erę badań; firma uruchomiła platformę sekwencjonowania DNA najnowszej generacji

SAN DIEGO, Kalifornia--(BUSINESS WIRE)--Applied Biosystems (NYSE:ABI) z grupy Applera Corporation wkroczyła dzisiaj w nową erę badań. Firma wprowadziła na rynek System SOLiD™, od dawna oczekiwaną platformę sekwencjonowania DNA najnowszej generacji. System SOLiD umożliwia obecnie przeprowadzanie analiz genetycznych, wyznaczając tym samym nowe standardy w badaniach nad zrozumieniem przyczyn powstawania chorób. Wiadomość o tym wydarzeniu podano podczas LVII dorocznego posiedzenia Amerykańskiego Towarzystwa Genetyki Człowieka.

Nowa era badań nad ludzkim genomem wymaga technologii umożliwiających naukowcom niskim kosztem zidentyfikowanie sposobu, w jaki zmienność genetyczna i wzory ekspresji genów wpływają na powstawanie chorób, oraz prześledzenie wpływu genotypu na leczenie różnych chorób. System SOLiD wyróżnia się niespotykaną do tej pory przepustowością, skalowalnością, dokładnością oraz elastycznością aplikacji. Naukowcy wiążą duże nadzieje z szerokim zastosowaniem platformy.

Firma częściowo udostępniła System SOLiD w czerwcu tego roku. Od tego czasu platforma zwiększyła przepustowość czterokrotnie, a długość odczytu o 40%. Obecnie system jest w stanie jednorazowo przetworzyć 4 miliardy zasad danych sekwencji, co stanowi najlepszy wynik wśród platform sekwencjonowania DNA najnowszej generacji. Dokładność przesyłu danych - kolejny ważny czynnik określający wydajność - jest na najwyższym poziomie w porównaniu z innymi systemami najnowszej generacji. Wyższa przepustowość oraz większa dokładność dostarczonych danych przekładają się na zmniejszenie kosztów projektów sekwencjonowania DNA. W wyniku intensywnego dialogu Applied Biosystems z klientami i użytkownikami programu, w trakcie wczesnej fazy projektu rozszerzono zakres aplikacji, z którymi system może współpracować.

"W nowej erze badań genetycznych najnowszej generacji technologie sekwencjonowania DNA mają większą przepustowość i elastyczność aplikacji, co ułatwia naukowcom szukanie powiązań pomiędzy różnymi rodzajami i ilością sekwencji genetycznych, a przyczynami powstawania chorób w ramach jednego systemu - powiedział Shaf Yousaf, dyrektor działu systemów biologii molekularnej i komórkowej firmy Applied Biosystems. - Oczekuje się, że wyniki badań nad wpływem różnych genotypów na leczenie chorób wywrą duży wpływ na programy opracowywania leków".

Prawie wszystkie choroby mają swoje podłoże genetyczne. Obecnie naukowcy badają przyczyny powstawania raka, cukrzycy, czy chorób serca przy użyciu sekwencji ludzkiego DNA z baz danych programów sekwencjonowania DNA na wielką skalę. Badania mają znaleźć powiązania pomiędzy różnicami w genotypie, a występowaniem chorób. Naukowcy wykorzystują różne metody badań w celu określenia związków pomiędzy poziomem aktywności lub ekspresji poszczególnych genów, a występowaniem chorób. Wykorzystanie nowego systemu SOLiD ma przyczynić się do uproszczenia procesu identyfikacji, pobierania danych oraz analizy informacji genetycznych.

Wiodące światowe instytucje badawcze, np. Hubrecht Institute w Holandii, Uniwersytet Columbia, University of Queensland w Australii oraz University of Tokyo już korzystają z systemu SOLiD w prowadzeniu różnych badań. System jest wykorzystywany do wykrywania rzadkich wariantów sekwencji, profilowania epigenetycznego, analizy transkryptomu oraz seryjnej analizy ekspresji genów (SAGE).

Wykrywanie rzadkich wariantów genetycznych w Hubrecht Institute

Naukowcy w holenderskim Hubrecht Institute badają funkcje genów na modelach zwierzęcych, takich jak C. elegans (obleniec), danio pręgowanych czy szczurach, by zrozumieć funkcjonowanie podobnych genów u ludzi.

Aby zbadać rzadkie mutacje o niskiej frekwencji występowania, naukowcy manipulują genami powyższych modeli zwierzęcych poprzez chemiczną zmianę DNA, co powoduje zaburzenia w funkcjonowaniu tych genów. Naukowcy badają, w jaki sposób wygląd i zachowanie modeli zwierzęcych ulega zmianie w sytuacji, gdy poszczególne geny nie działają prawidłowo. Po wystąpieniu przypadkowych mutacji, naukowcy wykorzystują system SOLiD do sekwencjonowania próbek DNA spośród tysięcy różnych zwierząt, mając przy tym ponad 10 000 razy większy dostęp do interesujących ich sekwencji genetycznych. Umożliwia to identyfikację mutacji, które zostały wprowadzone do danych genomów. Następnie naukowcy szukają powiązań pomiędzy zmienionymi sekwencjami genetycznymi, a wyglądem i zachowaniem obserwowanych zwierząt. Takie badania pomagają w zrozumieniu funkcjonowania genów u modeli zwierzęcych.

"Aby wykryć rzadkie mutacje, potrzebujemy technologii sekwencjonowania DNA o dużej przepustowości i niewielkim odsetkiem błędów - mówi doktor Edwin Cuppen, szef zespołu badawczego genomiki funkcjonalnej i bioinformatyki w Hubrecht Institute. - Dwustopniowy mechanizm analizy kodu DNA w systemie SOLiD rozróżnia przypadkowe mutacje od błędów systematycznych oraz prawdziwych mutacji, co zwiększa szanse wykrycia prawdziwych mutacji".

Profilowanie epigenetyczne w Universytecie Columbia

Doktor John Edwards, adiunkt w centrum badań nad genomem Universytetu Columbia oraz doktor Timothy Bestor, profesor na wydziale genetyki i rozwoju, wykorzystują system SOLiD w celu porównania wzoru metylacji w całych genomach na przykładzie raka piersi. Metylacja to naturalny proces chemicznej modyfikacji DNA. W ramach badań naukowcy śledzą zmiany w procesie metylacji prowadzące do rozwoju komórek rakowych w tkankach, różnice w tym procesie w zależności od rodzaju nowotworu oraz rolę nieprawidłowych procesów metylacji w powstawaniu raka.

Według wcześniejszych badań, metylacja poszczególnych obszarów w sekwencji genomu prowadzi do dezaktywacji ekspresji genów hamujących zmiany nowotworowe. Demetylacja powtarzających się elementów prowadzi natomiast do niestabilności genetycznej oraz zmian w ekspresji genów. Naukowcy sądzą, że zmetylowane sekwencje DNA mogą pełnić funkcje markerów dla genów działających w procesach rakotwórczych.

System SOLiD umożliwia naukowcom z Columbia University opisanie metylacji powtarzających się elementów w genomie, co pozwoli poszerzyć zakres badań o wzory metylacji pełniące najprawdopodobniej funkcję biomarkerów w raku piersi.

"Przepustowość systemu SOLiD jest tak duża, że już wkrótce będziemy w stanie przeprowadzać rutynowe profilowanie metylacji wielu próbek na całym genomie - mówi doktor Edwards. - Dzięki skalowalności systemu SOLiD możemy poszerzyć zakres badań i opracowywać nowe zastosowania oraz metody analizy w profilowaniu epigenetycznym, co przyczyni się do poszerzenia naszej wiedzy na temat roli metylacji w procesie powstawiania raka".

Analiza transkryptomu w University of Queensland

W University of Queensland w Australii naukowcy badają transkryptom, aby zrozumieć ważne procesy komórkowe, zachodzące np. podczas różnicowania się tkanek, uszkodzenia i poprawy funkcjonowania nerek, powstawania i rozwoju nowotworów. Transkryptom zawiera w sobie informację na temat całości RNA matrycowego (mRNA), powstającego z genów i obszarów regulujących powstawanie genów, w ramach jednej lub całkowitej populacji komórek.

Naukowcy wykorzystują system SOLiD w analizie transkryptomu, by zbadać liczbę odpowiednich wariantów transkrypcji mRNA w modelach zwierzęcych. System SOLiD umożliwia wykrycie rzadkich transkryptów mRNA oraz rzadkich wariantów znanych już transkryptów.

"Dzięki niespotykanej dotąd przepustowości oraz dużej dokładności sekwencji DNA, przetwarzanych w systemie SOLiD, istnieje szansa na wygenerowanie całkowitej sekwencji transkryptomu wykorzystując krótkie odcinki odczytu - mówi doktor Sean Grimmond, szef zespołu badawczego genomiki obliczeniowej w Institute of Molecular Bioscience. - Zrozumienie transkryptomu w kontekście biologicznym pomoże nam w identyfikacji uszkodzeń na poziomie molekularnym, które prowadzą do powstawania ciężkich chorób".

Seryjna analiza ekspresji genów w University of Tokyo

Naukowcy z University of Tokyo badają rejony operonu niezbędne dla ekspresji genu (tzw. promotory) w celu lepszego zrozumienia procesów ekspresji genów oraz ich wpływu na powstawanie chorób, procesy regulujące oraz procesy różnicowania się komórek. Naukowcy wykorzystują system SOLiD do wyprofilowania miejsca startu transkrypcji (TSS), ponieważ określenie lokalizacji TSS jest konieczne do prawidłowej analizy rejonów promotorów.

Zespół dostosował metodę seryjnej analizy ekspresji genów SAGE do profilowania TSS w systemie SOLiD w badaniach raka okrężnicy. Technika SAGE została opracowana ponad dziesięć lat temu w celu szybkiego rozróżnienia komórek rakowych od zdrowych, w oparciu o różnice w ekspresji genów. Technika została dostosowana do potrzeb badań w systemie SOLiD, gdzie funkcjonuje pod nazwą 5'-end-SOLiD. Nazwa pochodzi od piątego końca genu docelowego, gdzie zachodzi proces transkrypcji mRNA. Wykorzystanie techniki piątego końca umożliwia naukowcom uzyskanie danych na temat ekspresji genów, które pozwalają zlokalizować rejony TSS w różnych genomach. Poprzez profilowanie rejonów TSS w komórkach raka okrężnicy, naukowcy mogą poszerzyć swoją wiedzę na temat wpływu leków epigenetycznych na wzory ekspresji genów w tych komórkach.

"Zanim zaczęliśmy korzystać z systemu SOLiD w badaniach nad ekspresją genów raka okrężnicy, trudniej nam było odnaleźć geny o wyraźnie wyższych lub niższych poziomach ekspresji - mówi doktor Shinichi Hashimoto, adiunkt na wydziale prewencyjnej biologii molekularnej w University of Tokyo. - Technika 5'-end SOLiD umożliwiła nam identyfikację zmian ekspresji genów nawet w przypadku tych genów, gdzie zmiany ekspresji są zwykle na bardzo niskim poziomie".

System SOLiD wyznacza nowe standardy w procesie sekwencjonowania nowej generacji

System SOLiD pozwala na kompleksowe przeprowadzanie analiz genetycznych najnowszej generacji wykorzystując jednostki sekwencyjne, chemię, oprogramowanie i system przechowywania danych. Platforma polega na sekwencjonowaniu i wykrywaniu DNA przy wykorzystaniu ligacji oligonukleotydowych. W przeciwieństwie do sekwencjonowania przy użyciu techniki polimerazowej, system SOLiD wykorzystuje opatentowaną technologię stopniowej ligacji, generując dane wysokiej jakości dla dalszego wykorzystania w badaniach sekwencji DNA, immunoprecypitacji chromatyny (ChIP), sekwencjonowania mikrobowego, cyfrowej analizy chromosomalnej, sekwencjonowania medycznego, genotypowania, ekspresji genów, wykrywania małego RNA itd.

Niektóre z cech, które wyróżniają system SOLiD spośród innych platform nowej generacji, to niespotykana dotąd przepustowość, skalowalność, dokładność i liczne możliwości zastosowań platformy. System można dostosować do pracy z sekwencjami o wyższym stopniu gęstości poprzez funkcję zwiększenia grubości analizowanych fragmentów. Funkcja ta jest integralną częścią platformy SOLiD zbudowanej w systemie architektury otwartej. Dzięki takiemu rozwiązaniu system jest w stanie jednorazowo przetworzyć ponad 4 gigazasady sekwencji DNA (dane z laboratoriów Applied Biosystems). Połączenie tych wszystkich elementów sprawia, że platforma pozwala na skalowalność do osiągnięcia jeszcze większej przepustowości, bez większych zmian sprzętowych czy programowych.

System SOLiD ma podstawową dokładność ponad 99,94% po dwustopniowym kodowaniu, co pozwala rozróżnić błędy przypadkowe i systematyczne od prawdziwych oraz jednorazowych wielopostaciowości nukleotydowych (SNPs). System SOLiD jako jedyna tego typu platforma oferuje pięciokrotnie wyższą dokładność danych niż kiedykolwiek.

Wysoka dokładność danych w połączeniu z analizą par umożliwia wykrycie zmienności w sekwencjach z uwzględnieniem wielopostaciowości nukleotydowych (SNPs), zmienności w liczbie kopii genów, duplikacji pojedynczych zasad, inwersji, insercji i delecji. Metoda przygotowania próbek par umożliwia bardzo dokładne sparowanie sekwencji, co jest konieczne do analizy złożonych genomów takich, jak genomy człowieka, myszy czy innych modeli zwierzęcych.

"System SOLiD jest kontynuacją tradycji Applied Biosystems, polegającej na komercjalizacji innowacyjnych technologii sekwencjonowania DNA - mówi Kim Caple, zastępca dyrektora i główny manager systemów nowej generacji w Applied Biosystems. - Zdecydowaliśmy się na platformę technologiczną, bo sądzimy, że stanie się ona najczęściej wybieraną platformą spośród systemów sekwencjonowania DNA nowej generacji. W oparciu o informacje zwrotne od naszych klientów i współpracowników ze znanych instytucji na całym świcie jesteśmy pewni, że stworzyliśmy system, który pomoże naukowcom odnaleźć powiązania pomiędzy zmiennością genetyczną, a stanami chorobowymi".

Applied Biosystems jest światowym liderem w opracowywaniu i dostosowywaniu do potrzeb rynku systemów wykorzystujących oprzyrządowanie, towarów konsumpcyjnych, oprogramowania i usług na potrzeby rynku badań medycznych. Firma jest także liderem pośród producentów platform sekwencjonowania DNA. Oprócz systemu SOLiD do sekwencjonowania DNA najnowszej generacji, firma oferuje pełną gamę produktów opracowanych w oparciu o elektroforezę włośniczkowatą. Ponad 14 000 analizatorów genetycznych firmy Applied Biosystems jest obecnie w stałym użyciu. Przyczyniły się one do opracowania sekwencji ponad 450 genomów. Około 700 projektów analizy sekwencyjnej nadal jest w toku. Elektroforeza włośniczkowata jest sprawdzoną metodą w sekwencjonowaniu oraz analizie fragmentów danych i ma szerokie pole zastosowań. System SOLiD poszerza możliwości sekwencjonowania DNA oraz umożliwia wykorzystanie nowych aplikacji, jak resekwencjonowanie wielkoformatowe, ekspresja przy użyciu hipotezy neutralnej, metylacja oraz eksperymenty ChIP (immunoprecypitacji chromatyny). W przypadku niektórych aplikacji, podczas przeprowadzania eksperymentów, wykorzystywane będą obydwie platformy.

Użytkownicy wyżej wymienionych technologii mogą liczyć na współpracę i pomoc w obsłudze systemu w ramach jednej z najbardziej rozbudowanych sieci usługowych na rynku badań medycznych. Ponad 2 000 pracowników na całym świecie udziela rad z zakresu doradztwa dla firm, opracowania protokołu, optymalizacji wykorzystania urządzeń, integracji danych z aplikacjami. Więcej informacji na temat systemu SOLiD można uzyskać na: http://solid.appliedbiosystems.com.

Informacje o Applera Corporation i Applied Biosystems

Applera Corporation składa się z dwóch grup. Grupa Applied Biosystems działa na potrzeby przemysłu badań medycznych oraz środowiska naukowego. Opracowuje i wprowadza na rynek systemy oparte o oprzyrządowanie, towary konsumpcyjne, oprogramowanie i usługi na potrzeby rynku badań medycznych. Klienci wykorzystują powyższe produkty do analizy kwasów nukleinowych (DNA i RNA), małych cząsteczek i białek w badaniach naukowych oraz do opracowania nowych leków. Produkty Applied Biosystems wykorzystywane są też poza rynkiem badań medycznych, na tzw. "rynkach stosowanych". Należą do nich następujące dziedziny: badania genetyczne ustalające tożsamość (na potrzeby sądowe, mające na celu ustalenie ojcostwa) i biobezpieczeństwo (produkty konieczne ze względu na zagrożenie terroryzmem biologicznym oraz prawdopodobieństwo wystąpienia innych zagrożeń, wypadków czy katastrof biologicznych; produkty służące do sprawdzania jakości i bezpieczeństwa, np. na potrzeby produkcji żywności czy leków). Główną siedzibą Applied Biosystems jest Foster City w stanie Kalifornia. Wyniki sprzedaży firmy w roku podatkowym 2007 wyniosły około 2,1 miliarda dolarów. Grupa Celera zajmuje się diagnostyką molekularną wykorzystując opatentowane platformy genomiczne i proteomiczne w celu rozpoznania oraz uzasadnienia naukowego markerów. Grupa Celera opracowuje także produkty diagnostyczne w oparciu o własne oraz inne znane markery. W ramach sojuszu strategicznego z firmą Abbott, Celera opracowuje i przystosowuje na potrzeby rynku produkty z wykorzystaniem cząsteczek, zasad nukleinowych, produktów diagnostyczych. Grupa opracowuje także swoje produkty diagnostyczne. W wyniku własnych badań genomicznych i proteomicznych opracowała produkty do celów leczniczych. Celera poszukuje partnerów strategicznych w celu rozwoju produktów leczniczych opracowanych w wyniku własnych badań. Więcej informacji o Applera Corporation, łącznie z wynikami firmy i innymi dokumentami załączonymi na potrzeby Amerykańskiej Komisji Papierów Wartościowych i Giełd, można uzyskać na stronie http://www.applera.com, lub pod numerem telefonu 800.762.6923. Więcej informacji o Applied Biosystems na stronie: http://www.appliedbiosystems.com.

Wypowiedzi prognozujące Applied Biosystems

Niektóre z wypowiedzi zawartych w niniejszej notatce prasowej są wypowiedziami prognozującymi. W wypowiedziach tych stosuje się m.in. określenia takie jak: "przewidywać", "uważać" i "oczekiwać". Wypowiedzi wybiegające w przyszłość są oparte o obecne oczekiwania Applera Corporation. The Private Securities Litigation Reform Act z 1995 roku stanowi zabezpieczenie dla podobnych wypowiedzi prognozujących. Applera Corporation informuje, iż wiele czynników może sprawić, że rzeczywiste wyniki różnić się będą znacznie od tych przedstawionych w wypowiedziach prognozujących. Czynniki ryzyka i niepewności, o których tu mowa, obejmują: (1) szybkie zmiany technologiczne, zależność od rozwoju produktu i przyjęcia na rynku; (2) ryzyko wystąpienia nieprzewidzianych trudności związanych z dalszym rozwojem systemu SOLiD ™; (3) zależność wyników sprzedaży od polityki zarządzania kapitałem klientów oraz badań sponsorowanych przez rząd; (4) produkty Applied Biosystems oparte są o złożone i szybko rozwijające się technologie, co już doprowadziło do wszczęcia postępowania przeciwko Applied Biosystems oraz może powodować ryzyko kolejnych postępowań sądowych, arbitrażu, dochodzeń czy innych czynności sądowych z udziałem innych stron i organizacji rządowych, w szczególności dotyczących naruszenia patentu lub innej formy praw autorskich; oraz (5) inne czynniki, które mogą okresowo wystąpić w innych dokumentach Applera Corporation składanych w Komisji Papierów Wartościowych i Giełd. O ile prawo nie stanowi inaczej, wszelkie informacje zawarte w niniejszej notatce prasowej pozostają ważne w dniu publikacji, a Applera nie jest zobowiązana aktualizować informacji w niej zawartych łącznie z wypowiedziami prognozującymi.

Jedynie na użytek badawczy. Nie używać w celach diagnostycznych.

© Copyright 2007. Applied Biosystems. Wszelkie prawa zastrzeżone. Applera, Applied Biosystems, i AB (projekt) są znakami handlowymi, a SOLiD jest znakiem handlowym Applera Corporation lub jej spółek zależnych w USA i/lub innych krajach.

Oficjalną, obowiązującą wersję niniejszego zawiadomienia stanowi tekst oryginalny sporządzony w języku źródłowym. Tekst tłumaczenia służy wyłącznie celom orientacyjnym/sporządzono wyłącznie dla celów ułatwienia zrozumienia zawiadomienia i należy interpretować go w odniesieniu do tekstu źródłowego, który jest jedyną wersją mającą skutki prawne.