Oxford Nanopore Dizileme

DNA'yı deşifre etmek adına dizileme üzerine 1977 yılında Sanger tekniği ile başlayan yolculuk günümüze kadar bir çok tekniğin geliştirilmesine tanıklık etti. Birinci nesil olarak gruplandırılan Sanger ve Maxam-Gilbert teknikleri aksine yeni nesil dizileme teknikleri [Next Generation Sequencing] kısa sürede çok daha fazla DNA dizisinin okunmasına olanak sağladı. Yeni nesil dizileme teknikleri kendi içerisinde ikinci, üçüncü hatta dördüncü nesil dizileme olarak gruplandırılmaya başlandı. Bugün temel çalışma prensibinden bahsedeceğimiz yeni nesil dizileme tekniği Oxford Nanopore Dizileme. Bu teknik üçüncü nesil hatta bazı kişiler tarafından dördüncü nesil dizileme olarak gruplandırılıyor[1],[2].

Çalışma Prensibi

Sentetik bir hücre çeberinde kanal oluşturan nano boyutta Nanopore diye adlandırılan nanogözenekler mevcut. Bu nanogözeneklerin içerisinde ise enzimler bulunuyor. Aynı zamanda nanogözenek üzerine voltaj uygulanarak iyon akışı sağlanıyor.

İlk olarak herhangi bir örnekten izole edilen DNA gözenekten geçerken enzim sayesinde çift sarmal yapısı çözünüyor ve tek zincirin geçişi sağlanıyor. Bu arada nanogözenek üzerinde iyon akışı devam ediyor. DNA bazları, Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin, farklı boyutlarda olmaları sebebiyle iyon akışında meydana gelen kesintilerde de farklılık gözleniyor. Anlık olarak bu farklılıklar kullanılan yazılımlar sayesinde kaydediliyor. Sonrasında hangi bazın hangi akıma denk geldiğine göre yazılım DNA dizileme sonucunu veriyor[3].

Genel Özellikleri

Oxford nanopore dizileme teknolojisi; DNA, RNA, mikroRNA ve proteinler dahil olmak üzere geniş bir analit yelpazesinin tanımlanmasını sağlar.

Bu teknik DNA 'nın uzunluğuna bakılmaksızın farklı uzunluklarda okumalar yapabilmesi sebebiyle büyük bir avantaj sağlıyor. İkinci nesil dizileme tekniklerinde DNA küçük parçalara ayrılıp okumalar yapılır ve sonrasında elde edilen DNA dizileri yazılımlar sayesinde birleştirilerek DNA 'nın tamamının baz sırası elde edilmeye çalışılır. Ancak bu teknikte hem çok daha kısa sürede hemde çok daha uzun okumalar yapılabiliyor.

Hızlı ve uzun okuma yapabilmesi hata oranını da aynı şekilde arttırmaktadır. Bu sebeple araştırmacılar çalışmalarını bir teknik üzerinden değil farklı teknikleri bir arada kullanarak yapmaktadırlar[4],[1].

Kaynaklar

[1] UESTC-Software team. (n.d.). DNA Storage Information System. Team: UESTC-software/Members. http://2016.igem.org/Team:UESTC-software/Members. 

[2] Verma, M., Kulshrestha, S., & Puri, A. (2016). Genome sequencing. Methods in Molecular Biology, 3-33. doi:10.1007/978-1-4939-6622-6_1

[3] Decoding DNA with a pocket-sized sequencer. Science in School. (n.d.). https://www.scienceinschool.org/content/decoding-dna-pocket-sized-sequencer. 

[4] Feng, Y., Zhang, Y., Ying, C., Wang, D., & Du, C. (2015). Nanopore-based fourth-generation DNA sequencing technology. Genomics, proteomics & bioinformatics, 13(1), 4-16.