O sequenciamento de DNA de leitura longa é uma tecnologia precisa para caracterizar genomas microbianos, humanos, animais e vegetais.
Em análises de genomas e metagenomas, tecnologias tradicionais de sequenciamento de DNA, que utilizam leituras curtas, são de baixa eficiência em reconstruir regiões que apresentam repetições longas de forma confiável, devido a limitações metodológicas (Amarasinghe et al., 2020). Para superar estes desafios, o sequenciamento de leitura longa vem sendo cada vez mais utilizado.
Sequenciamento de leitura longa
O sequenciamento de leitura longa, ou sequenciamento de terceira geração, oferece várias vantagens em relação ao sequenciamento de leitura curta, especialmente por possibilitar a leitura de fragmentos de DNA superiores a 10 kb (Pollard et al., 2018).
Entre as tecnologias que dominam o espaço de sequenciamento de DNA de leitura longa está o sequenciamento por nanoporos da Oxford Nanopore Technologies (ONT). Esta tecnologia facilita a reconstrução de genomas, permitindo ter maior certeza na identificação de espécies e na detecção de variantes estruturais, além de fornecer informações de modificações de bases nucleotídicas e também ser capaz de sequenciar fitas de RNA (Depledge et al., 2019). Esta tecnologia possibilitou obter sequências de DNA maiores que 4 Mb de comprimento (estudo demonstrado cientificamente), que é próximo ao tamanho do genoma inteiro de muitas espécies de bactérias, como, por exemplo, Salmonella enterica e Escherichia coli, enquanto que tecnologias de sequenciamento de DNA anteriores apresentam sequências de aproximadamente 600 pb.
Para exemplificar a vantagem que essa tecnologia nos traz, é possível fazer uma comparação com a montagem de um quebra-cabeça. Enquanto que tecnologias de sequenciamento de DNA convencionais seriam correspondentes à quebra-cabeças de 1000 peças, o sequenciamento de DNA de leituras longas poderiam ser correspondentes ao mesmo quebra-cabeças, mas de apenas 5 peças. Isso facilita a obtenção de informações mais detalhadas e confiáveis e diminui o tempo de processamento dos dados.
Outro destaque dessa tecnologia é a precisão nos resultados. Aliado à redução de custos, tornou o sequenciamento de leitura longa viável para uma ampla gama de aplicações genômicas.
Diferentes área de aplicação
Na área da saúde, o sequenciamento de leitura longa auxilia na geração de informação de todo o espectro da variação genética humana. Assim, é possível compreender parte do genoma humano, até então desconhecido, o que leva à descoberta de novos mecanismos de doenças (Logsdon et al., 2020).
Em ambientes de processamento de alimentos, a tecnologia de sequenciamento de DNA de leitura longa oferece uma oportunidade única para caracterizar rapidamente o genoma e identificar sequências de genes específicas de micro-organismos, auxiliando na tomada de decisões. Adicionalmente, a tecnologia de sequenciamento de leitura longa possibilita obter a sequência de genes marcadores inteiros. Por exemplo, o gene 16S inteiro de bactérias e a região ITS1, 5.8S e ITS2 de fungos. Assim, é possível ter maior resolução para a identificação de espécies.
Sequenciamento de leitura longa: o método do ano de 2022
Em março de 2022, utilizando o sequenciamento de DNA de leitura longa, o Consórcio Telomere-to-Telomere (T2T), um grupo de pesquisa formado por cientistas de universidades e instituições de pesquisas governamentais de diversos países, publicou pela primeira vez a sequência de DNA do genoma humano verdadeiramente completa, contendo um pouco mais de 3 bilhões de pares de bases, elucidando os 8% de regiões, até então desconhecidas, do nosso DNA (Nurk et al. 2022). Esse avanço está revolucionando a área de saúde humana!
O trabalho do Consórcio T2T é apenas um exemplo do grande número de descobertas que o sequenciamento de leitura longa está auxiliando nas áreas de genômica, transcriptômica e epigenética em humanos e em outras espécies.
Por todos esses importantes avanços e ampla aplicação, a revista Nature Methods, do grupo Nature, uma das mais prestigiadas revistas científicas do mundo, anunciou o sequenciamento de DNA de leitura longa como o método do ano de 2022, sendo este fato, capa da edição de janeiro de 2023 da revista (Method of the Year 2022).
Esta tecnologia de ponta traz precisão e acurácia aliada com a portabilidade dos dispositivos e rapidez na entrega dos resultados. Oferecida pela Oxford Nanopore Technology, agora também faz parte da tecnologia que nós da Neoprospecta disponibilizamos no NeoBox.
NeoBox da Neoprospecta
O NeoBox, nova linha de produtos da Neoprospecta, vai possibilitar que nossos clientes levem tecnologias inovadoras para dentro da sua planta industrial, incluindo o sequenciamento de DNA de leitura longa, através da plataforma Oxford Nanopore Technologies!
O NeoBox Seq permitirá que as demandas de identificação de microrganismos sejam mais rápidas, de forma simples e robusta. Essa tecnologia tornará a rotina de tomada de decisões mais precisas e ágeis.
Adicionalmente, a Neoprospecta irá ajudar em todo o processo de implementação do NeoBox Seq. Assim, o sequenciamento de DNA de leitura longa estará acessível para todos!
Não perca a oportunidade de ter em mãos essa tecnologia que vem sendo disruptiva no mundo científico!
Fale agora com um dos nossos especialistas e saiba mais sobre o NeoBox Seq.
Referências
Amarasinghe, SL, Su, S., Dong, X. et al. Oportunidades e desafios na análise de dados de sequenciamento de leitura longa. Genoma Biol 21 , 30 (2020). https://doi.org/10.1186/s13059-020-1935-5
Depledge DP, Srinivas KP, Sadaoka T, Bready D, Mori Y, Placantonakis DG, et al. O sequenciamento direto de RNA em matrizes de nanoporos redefine a complexidade transcricional de um patógeno viral. Nat Comun. 2019; 10(1):754. https://doi.org/10.1038/s41467-019-08734-9 .
Logsdon, GA, Vollger, MR & Eichler, EE Sequenciamento do genoma humano de leitura longa e suas aplicações. Nat Rev Genet 21, 597–614 (2020). https://doi.org/10.1038/s41576-020-0236-x
Pollard MO, Gurdasani D, Mentzer AJ, Porter T, Sandhu MS. Leituras longas: seu propósito e lugar. Hum Mol Genet. 2018; 27(R2):234–41. https://doi.org/10.1093/hmg/ddy177 .
atualizado em: 24/09/2024
AUTOR
Leonardo Schultz da Silva
Doutor em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP). Possui experiência com Biologia Molecular, Bioquímica, Biologia Estrutural de Macromoléculas, Microbiologia, Evolução e Bioinformática. Atualmente, é pesquisador na Neoprospecta Microbiome Technologies.