توالی یابی نسل بعدی : فناوری توالی موازی انبوه که به توالی یابی نسل بعدی (NGS) معروف است انقلابی در علوم زیستی ایجاد کرده است.
NGS با توان عملیاتی ، مقیاس پذیری و سرعت فوق العاده بالا ، محققان را قادر می سازد تا طیف گسترده ای از برنامه ها را مورد استفاده قرار داده و سیستم های بیولوژیکی را در سطحی که هرگز امکان پذیر نیست مطالعه کنند.
سوالات پیچیده تحقیقات ژنومی امروزه به عمق اطلاعاتی فراتر از ظرفیت فن آوری های سنتی توالی DNA نیاز دارد. توالی نسل بعدی این خلا را پر کرده و به ابزاری تحقیقاتی روزمره برای پرداختن به این سوالات تبدیل شده است.
از زمان اتمام پروژه ژنوم انسانی در سال 2003 ، پیشرفت فوق العاده ای در فن آوری های تعیین توالی ژنوم حاصل شده است که منجر به کاهش هزینه هر مگابایت و افزایش تعداد و تنوع ژنومهای توالی شده شده است. پیچیدگی حیرت انگیز معماری ژنوم آشکار شده است ، و این فن آوری های توالی را به پیشرفتهای حتی بیشتر می رساند. برخی از رویکردها تعداد پایگاه ها را در کمترین زمان به حداکثر می رسانند ، داده های زیادی تولید می کنند که می تواند برای درک فنوتیپ های پیچیده فزاینده استفاده شود. متناوباً، رویکردهای دیگر اکنون توالی قطعات طولانی تر مجاور DNA را که برای حل مناطق پیچیده ساختاری ضروری است ، دنبال می کنند. این استراتژی ها و سایر استراتژی ها ابزارهای مختلفی را برای کاوش ژنوم در عمق بیشتر به محققان و پزشکان ارائه می دهند، که منجر به درک بیشتری از چگونگی وجود توالی ژنوم در زمینه فنوتیپ و بیماری می شود.
در پارامترهای توالی نسل بعدی (NGS) دو الگوی عمده وجود دارد: توالی کوتاه خواندن و توالی قرائت طولانی. رویکردهای توالی کوتاه خوانده شده داده هایی با هزینه کمتر و با دقت بالاتر را ارائه می دهند که برای تحقیق در سطح جمعیت و کشف نوع بالینی مفید هستند. در مقابل ، رویكردهای طولانی مدت طول خوانی را ارائه می دهند كه برای برنامه های مونتاژ ژنوم نو و توالی یابی ایزوفرم تمام طول مناسب است.
فناوری های NGS طی 10 سال گذشته در حال پیشرفت بوده و منجر به پیشرفت های چشمگیری در کیفیت و عملکرد می شوند. با این وجود ثابت شده است که رویکردهای خاص موثرتر و سازگارتر از سایر روش ها هستند.
پیشرفت های اخیر در شیمی ، هزینه ها ، توان عملیاتی و دسترسی باعث ظهور فن آوری های جدید و متنوعی برای پرداختن به برنامه هایی است که قبلاً امکان پذیر نبودند. اینها شامل مطالعات توالی یابی بلند مدت و کوتاه خواندن ، توالی یابی DNA بالینی معمول ، نظارت بر DNA پاتوژن در زمان واقعی و پروژه های عظیم در سطح جمعیت است.
اگرچه در این فناوری گامهای عظیمی برداشته شده است ، اما محدودیتهای قابل توجه زیادی همچنان باقی مانده است. زمان لازم برای توالی و تجزیه و تحلیل داده ها ، استفاده از NGS را در برنامه های بالینی که در آن زمان فاکتور مهمی است ، محدود می کند. هزینه ها و میزان خطاهای تعیین توالی طولانی مدت آن را برای استفاده معمول منع می کند و ملاحظات اخلاقی می تواند استفاده عمومی و خصوصی از داده های ژنتیکی را محدود کند.