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2017 年 09 月 25 日

Opentrons 客户访谈 | 与Gencove的Kaja Wasik谈论基因组学

Kaja Wasik 的使命是让你想了解自己的基因组DNA序列。“基因组数据随着世界发展与时俱进,”Kaja解释说,目前科技发展已经将产前护理和疾病诊断中的基因检测常态化。然而,究竟谁可以访问基因组数据以及如何使用它呢?

然而,究竟谁可以访问基因组数据以及如何使用它,引发了医学伦理商业界之间的辩论。DNA 数据的使用者往往甚至没有能力自己使用它。Kaja 正在努力改变这一现状。她表示,让人们能够了解自己的DNA序列“赋予了人们力量”。

Kaja(联合创始人、首席战略官)、她的联合创始人 Tomaz Berisa(联合创始人、首席技术官)和 Joe Pickrell(联合创始人、首席执行官)在他们的初创公司 Gencove 开发了一种新的测序平台。Gencove 从参与者的唾液中制备基因组内容以进行基因组测序。

他们从三个方面对其他基因组测序服务进行了改进:

1 – 使用低覆盖度的全基因组测序,而不是 SNP 芯片(下文将进一步介绍)。

2 – 提供有关参与者口腔微生物群的信息。

3 – 提供所有基因组数据的开放 API 访问端口。

参与者只需支付60美元,即可获得这些以及一套标准的祖先和健康相关数据(相比之下,Ancestry.com 或23 andMe 的价格为 79 美元或 199 美元,这两家公司也提供基于 DNA 测序的祖先信息)。

你的基因组数据都在一个(开源)平台上

Gencove的创新之一在于其界面设计。除了操作简单易懂之外,该平台允许用户上传并分析各种格式的基因组数据。这为用户提供了方便,他们可以将自己通过其他公司获取的数据与 Gencove 的数据进行比对。更为独特的是,持有基因组数据的人无需使用 Gencove 的测序服务,通过其API即可上传并分析数据,从而获取更多信息。

对于那些热衷于研究基因型或 DNA 序列与特征之间独特关系的研究人员来说,免费且开源的 API 是一个不小的福利。以寻找与玫瑰香味相关的基因为例,研究人员之前要么需要从头开始建立自己的研究项目,要么需要与基因组测序公司合作,花费时间和资金进行数据授权。而现在,研究人员可以利用参与者同意提供的基因组数据(Kaja 强调,每个研究项目都需要获得用户同意,才能使用其已去除标识的序列),构建特定算法,提出各种研究问题。这些问题既可以是像气味检测这样简单的研究,也可以是寻找罕见遗传疾病等更深入的研究。

将数据汇总以解答问题

对于遗传性疾病的研究,Kaja 和 Gencove 团队有一个核心目标:寻找更好的理解。虽然只有少数疾病与遗传有关,但 Gencove 的强大之处在于将各种基因组数据汇总到一个平台上,为研究人员提供了大量可供研究的序列。Kaja 表示:“我们认为,这些大型队列研究将帮助我们找到那些非常罕见的突变,例如,百万分之一的罕见病例。” “我们希望随着数据集的不断增大,我们能够找到这些病例。”

Gencove 所使用的技术有助于寻找这些罕见的基因突变:他们使用低覆盖度的全基因组测序。这种技术开放了基因组中尚未被其他基因组公司通过SNP阵列研究过的部分。低覆盖度的全基因组测序意味着 Gencove 随机对参与者基因组的 10-20% 进行测序,并利用现有数据库中的序列推断出其余部分。通过遗传推断(使用算法找到与测序区域最可能相关的未读 DNA 序列),他们提高了低覆盖度 WGS 的功率和分辨率,并提高了预测准确性,以极高的准确概率提供有关整个基因组的信息。

Gencove 也在努力增加其数据库中的基因组代表性,这将进一步丰富他们的数据。“许多基因组学研究都是在欧洲白种人身上进行的,多样性不足,”Kaja 说。Gencove 的一个合作伙伴是一家印度测序公司:“如今,我们拥有印度人群最准确的参考基因组,”她说。增加数据库的多样性可能有助于发现更多在非欧洲遗传背景下更常见的遗传性疾病。

Kaja 欢迎与那些希望收集大量人群并从头开始测序的人建立合作关系,无论他们是个人、学者、初创公司还是制药公司。这些项目不仅可以回答具体的研究问题,还可以增加越来越多的数据,为那些可能涉及新算法寻找关联的项目提供资源。

OPENTRONS 和 GENCOVE

Gencove 的自动化流程始于 OT-1 S。OT-1 S 从唾液试管中吸取唾液样本,然后将其转移到 96 孔板中,以便进行进一步处理。该流程还使用了 Formulatrix Mantis 进行板填充和 Agilent Bravo 进行并行 NGS 文库制备。

对于 Kaja 来说,Opentrons OT-1 的吸引力在于其经济性。“实验室自动化的成本令人震惊,”她说。“一台能完成 OT-1 所做工作的机器人,我被告知需要花费 20 万至 35 万美元。作为只有三名员工的初创公司,我无法投资如此昂贵的东西。Opentrons 为我们提供了准确和可预测的结果,而且价格非常实惠。”

在纽约基因组中心(Gencove 开始运营之前),Kaja 曾使用手动移液枪对朋友和家人志愿者进行低覆盖度测序实验。在手动操作过程中很容易出错。“我测试了我丈夫的父亲,结果显示他与我的丈夫无关,而我尼日利亚朋友的祖先被认为是北欧人——所以我立刻意识到自己犯了错误。这一切都让我意识到我们必须消除流程中的人为因素!”自协议完全开发并实现自动化以来,从未发生过类似情况。

Gencove 发现 Opentrons 平台的灵活性至关重要。其他平台比较僵化,Kaja 发现很难自动化唾液提取协议,而该协议对于样本完整性至关重要。“Opentrons 能帮你完成所有你想做的事情!”Kaja 说道。通过一些编程上的改变,Gencove 能够精确地按照他们的实验流程需求,操纵样本处理和移动。

提高的效率使得两个人每天能够处理400-500个样本。

Kaja 是 Opentrons 的忠实拥护者,并一直在鼓励其他初创公司的朋友尝试 Gencove 正在使用的经济高效的机器人。Opentrons 和 Gencove 技术的集成是向两家公司基础核心的可访问开源生物技术迈出的重要一步。Kaja 说:“我们非常喜欢 Opentrons!”

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