Sekvensointiin

Sekvensointiin viittaa biologian ja bioinformatiikan kontekstissa nukleotidien, useimmiten DNA:n tai RNA:n, järjestyksen määrittämiseen. Tuloksena on sekvenssi, joka kuvaa perimän rakennetta ja jota käytetään geenien kartoittamiseen, genomien koostumuksen selvittämiseen sekä perimän variaatioiden havaitsemiseen. Sekvensointi on keskeinen työkalu genomitutkimuksessa, kliinisessä diagnostiikassa ja evoluutiotutkimuksessa.

Tekniikoita on useita. Sangerin sekvensointi on varhaisin ja tarkin menetelmä, jota käytetään edelleen pienemmissä mittakaavoissa. Uudemmat next-generation sequencing (NGS) -menetelmät mahdollistavat miljardien nukleotidien nopean lukemisen, mikä alentaa kustannuksia ja nopeuttaa tutkimusta. Pitkän lukutavan tekniikat, kuten PacBio SMRT ja Oxford Nanopore, tuottavat pitkiä luettavia segmenttejä, mutta niiden virheprosentit voivat poiketa lyhyemmän lukujen tarkkuudesta. Sekvensointi voidaan kohdistaa koko genomiin, exomeihin tai transkriptomiin (RNA-seq) sekä sitä käytetään metagenomiikassa ja ympäristökontekstin sekvensoinnissa.

Prosessi alkaa näytteiden valmistelulla, jossa DNA:ta tai RNA:ta rikastetaan ja lisätään sekvensointikirjastoon adapterien avulla. Sen jälkeen tapahtuu lukutulosten käsittely: basecalling ja seuranta analyysipolkujen avulla, kartoitus referencegenomiin, varianttien havaitseminen sekä tulkinta. Datan käsittelyyn kuuluu yleensä laadunvarmistus ja virheiden arviointi.

Sekvensoinnin sovelluksia ovat genomien kartoittaminen ja varianttien analysointi, yksilöllinen lääketiede ja syövän tutkimus, RNA-seq transkriptioanalyysi sekä mikrobiyhteisöjen ja ympäristökontekstin sekvensointi. Myös paleogenomiikka käyttää sekvensointia menneiden lajien perimän tutkimiseen.

Haasteita ovat suurten tietomäärien hallinta, analyysityökalujen kehitys, tulosten tulkinnan monimutkaisuus sekä kustannukset. Eettiset ja yksityisyyteen liittyvät kysymykset ovat yhä tärkeitä, kun sekvensointia sovelletaan kliinisiin tarkoituksiin. Tulevaisuudessa odotetaan nopeampia, pienempiä ja kustannustehokkaampia laitteita sekä reaaliaikaista sekvensointia, joka laajentaa kliinisiä sovelluksia.