Automatisering van NGS processen Ewart de Bruijn. Hubrecht Institute

Transcriptie

1 Automatisering van NGS processen Ewart de Bruijn Hubrecht Institute

2 Wie zijn we De Cuppen groep op het Hubrecht Instituut De Cuppen groep houdt zich bezig met het ontdekken en in kaart brengen van de variaties die in DNA zitten. Vervolgens worden deze onderzocht Genetisch onderzoek wordt gedreven door technologie. Er wordt continue in nieuwe technologie geïnvesteerd om het onderzoek optimaal te faciliteren en unieke mogelijkheden te creëren Sinds 2000 Vanaf 2014

3 Wat is NGS NGS is een afkorting voor Next Generation Sequencing (Nieuwe Generatie Sequencing) Sequencing staat voor het aflezen van de volgorde van DNA bouwstenen De bewezen standaard methode voor sequencing is Sanger sequencing (1977) Sinds 2005 zijn er nieuwe technieken (NGS) op de markt gekomen die sneller en goedkoper sequencen 2012 wordt het jaar waarbij het gehele DNA van een mens (3 miljard DNA letters) binnen 24 uur gesequenced kan worden voor minder dan 1000 euro (aan chemicalien) Dit levert per individu enige miljoenen DNA verschillen op

4 Wat is de potentie van NGS Veel ziektes en ziektegevoeligheden hebben een genetische basis Door middel van DNA sequencing kunnen deze defecten opgespoord worden Hierdoor is het mogelijk om gericht een klinische behandeling of preventie op de patient af te stemmen Theoretisch is het potentieel dus groot, maar van veel variatie in ons erfelijk materiaal weten we nog niet goed wat het doet of wat voor consequenties het heeft Het onderzoek in de Cuppen groep richt zich op het systematisch begrijpen van DNA verschillen in ons erfelijk materiaal

5 Het lab proces van NGS 1 1) Isoleren van het gdna 2) Opwerken van het DNA 3) Prepareren van een flowchip 4) Laden en runnen van het apparaat 2? 3 4

6 Waarom automatiseren Het opwerken van je DNA sample is een bewerkelijke procedure waarbij details de kwaliteit bepalen van de daaruit vloeiende data en conclusies. Eisen die gesteld worden aan dit opwerkingsprocess: Hoge kwaliteit Repetitief Robuust Goedkoop Flexibel/veelzijdig Automatisering van deze procedure is dus gewenst en moet aan deze eisen voldoen. Doordat je gebruik gaat maken van een robot komen er aanvullende behoeftes bij: Mogelijkheden tot integratie (andere) hardware en LIMS Service en support voor doorontwikkeling Langdurige verbintenis Kosten efficient Manueel onmogelijk

7 Huidige samenwerking Doel Het ontwikkelen van nieuwe geautomatiseerde toepassingen NGS experimenten Bijdrage s Beckman Coulter stelt apparatuur beschikbaar en levert product en applicatie support Life technologies geeft toegang tot de laatste ontwikkelingen d.m.v. protocollen en reagentia Hubrecht Instituut levert intellectuele input van NGS en voert de daadwerkelijke experimenten uit

8 Wat is er bereikt Standaard DNA opwerken voor NGS werkt en wordt nog steeds doorontwikkeld Voldoet aan alle eerder genoemde eisen Nieuwe protocollen Nieuwe modules Toevoegen van meer toepassingen Het opwerken van DNA voor Sanger sequencen Bestaande bewezen technieken en in house protocollen werken op de biomek Beckman Coulter Biomek FX p

9 Standaard methode NGS Standaard methode van het opwerken van DNA voor NGS Shear DNA End repair Adapter ligation Nick translation Amplification Size selection Quantification normalization AMPURE XP

10 Layout Biomek FXP Standaard methode van het opwerken van DNA voor NGS

11 Resultaten Standaard methode van het opwerken van DNA voor NGS

12 Wat willen we nog doen Bestaande toepassingen doorontwikkelen Volledig interventieloos/overnacht Flexibiliteit binnen 1 applicatie/programma starthoeveelheid DNA subprocessen optioneel maken Meerdere toepassingen automatiseren RNA sample preparatie Sample preparatie protocol voor het ontdekken van structurele variaties in DNA Verrijking voor specifieke gebieden in het DNA

13 Raymond van den Bergh Vincent Veenbergen Met dank aan