Genomica e Sequenziamento

Genomica e Sequenziamento

Polo GGB offre servizi di sequenziamento basati su tecnologia NGS -sia short che long reads- e servizi di bioinformatica.

Il centro di servizi e ricerca del Polo GGB, equipaggiato con tecnologie all’avanguardia e supportato da un gruppo di esperti professionisti, è impegnato nell’offrire un servizio completo: design sperimentale, isolamento del DNA, frammentazione del DNA, preparazione della libreria, sequenziamento e bioinformatica, fornendo risultati di alta qualità oltre a servizi personalizzati per specifiche richieste.

L’infrastruttura per il servizio di analisi bioinformatica utilizza software personalizzati e open-source per assicurare un’analisi dei dati completa e personalizzata. I servizi bio-informatici del Polo GGB coprono un’ampia gamma di applicazioni NGS.

i servizi di
sequenziamento
NGS

Genomica

Le tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (NGS) hanno la capacità di sequenziare il DNA in tempi rapidi e ad altissima risoluzione. Sequenziare l’intero genoma di un organismo permette di svelare la grande complessità del corredo genomico in termini di singole nonché uniche varianti genetiche.

Trascrittomica

Il trascrittoma è l’insieme di tutte le molecole di RNA, inclusi mRNA, rRNA, tRNA e altri RNA non codificanti che sono prodotte in una cellula o in una popolazione di cellule.

Genomica microbica

Il sequenziamento di nuova generazione (NGS) ha dimostrato essere uno strumento impareggiabile per lo studio delle diverse comunità microbiche associate all’ambiente e all’ospite, contribuendo a generare nuovi set di dati per estrarre informazioni sulla composizione e le proprietà funzionali di un numero elevato di comunità microbiche.

Epigenomica

Le modifiche epigenetiche sono modifiche di tipo reversibile che influenzano l’espressione genica senza alterare la sequenza del DNA e possono essere ereditate durante la divisione cellulare. Due delle modificazioni epigenetiche più caratterizzate sono la metilazione del DNA e la modificazione della cromatina.

Il laboratorio di
Genomica

Il Laboratorio di Genomica di Polo GGB ha sede a Siena presso il bioincubatore della Fondazione Toscana Life Science.

Questa struttura fornisce servizi di sequenziamento di nuova generazione (NGS) con strumentazione Illumina e servizi di bioinformatica per le applicazioni nei settori della: Genomica, Metagenomica, Trascrittomica e, Epigenetica, sia in ambito di ricerca che clinico/diagnostico.

Il laboratorio di genomica ha sviluppato una competenza unica nella realizzazione di pannelli di sequenziamento e analisi bioinformatica personalizzati per rispondere alle diverse e singole esigenze del cliente. 

Sede: c/o Toscana Life Sciences Strada del Petriccio e Belriguardo 35, 53100 SIENA

Referente: Margherita Martelli ~ r.giglio@pologgb.com

Telefono: +39 0577 381314 +39 0577 381440

I nostri strumenti

Genomica

Le tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (NGS) hanno la capacità di sequenziare il DNA in tempi rapidi e ad altissima risoluzione. Sequenziare l’intero genoma di un organismo permette di svelare la grande complessità del corredo genomico in termini di singole nonché uniche varianti genetiche.

Polo GGB applica elevati standard di qualità per soluzioni di genomica complete che spaziano dalla progettazione di esperimenti di sequenziamento alla costruzione di mirate librerie di arricchimento e analisi bioinformatiche personalizzate, fornendo così ai ricercatori l’accesso a tecnologie all’avanguardia nel campo della genomica.

Il servizio di sequenziamento di Polo GGB è caratterizzato da flessibilità e da soluzioni personalizzate per il sequenziamento e per le analisi bioinformatiche specificamente adattate alle esigenze del cliente.

 

Le nostre soluzioni di Genomica

Soluzioni per il sequenziamento completo del genoma per diverse tipologie di campioni (uomo, animali, batteri, piante, etc ) assicurando un’elevata copertura e una grande precisione.

Il sequenziamento dell’intero genoma è un processo che porta alla ricostruzione della sequenza completa del corredo genetico di un organismo dal confronto con le sequenze di un genoma di riferimento noto.
Il sequenziamento di un genoma completo ha un ruolo fondamentale nell’identificare, con elevata precisione, bio-marcatori del DNA come i polimorfismi a singolo nucleotide (SNP), piccole inserzioni e delezioni (INDEL), variazioni strutturali (SV), variazioni del numero di copie (CNV) e altri riarrangiamenti genetici delle specie sequenziate. Fornisce, inoltre, il vantaggio di poter caratterizzare le varianti polimorfiche in una popolazione, svelando i meccanismi che sottostanno all’origine delle specie, allo sviluppo, alla crescita e all’evoluzione. Infine, offre uno strumento indispensabile per studi di associazione genome-wide (GWAS), in cui vengono valutate le varianti genetiche che sono comuni in svariati individui appartenenti alla stessa specie al fine di associare le differenze osservate con alcuni tratti particolari, ad esempio una malattia.

Il sequenziamento dell’intero genoma umano fornisce la raccolta più completa delle singole varianti genetiche di un individuo, consentendo di scoprire potenziali correlazioni con determinate patologie. Oltre al sequenziamento del genoma umano, Polo GGB è in grado di offrire un servizio di sequenziamento del genoma di una vasta gamma di specie tra cui piante, animali, insetti, funghi, batteri e virus.
Per la preparazione delle librerie, Polo GGB offre, oltre a librerie standard, anche librerie mate-pair fondamentali in presenza di organismi per i quali è necessario eseguire un sequenziamento de-novo.
La combinazione dei dati generati dal sequenziamento di librerie mate-pair con quelli generati da librerie standard fornisce un potente strumento per il sequenziamento de novo, per la rifinitura del genoma e per l’identificazione di complessi riarrangiamenti genomici.

Applicazioni

• Identificazione di geni funzionali, bio-marcatori e bersagli terapeutici
• Rilevazione di varianti genetiche a livello genomico
• Identificazione di mutazioni
• Associazione di varianti del DNA a specifiche caratteristiche, come una malattia
• Analisi comparativa a livello genomico


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica del Polo GGB per il sequenziamento del genoma intero include il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche e, se necessario, il taglio / filtraggio di basi / sequenze di bassa qualità.
Se è disponibile un genoma di riferimento: mappatura delle sequenze al genoma di riferimento e rimozione delle sequenze duplicate. Alternativamente: assemblaggio del genoma De novo.
A livello superiore l’analisi bioinformatica comprende: Identificazione delle varianti genetiche (SNVs, short INDEL) e delle varianti strutturali (SVs).

RICOSTRUZIONE E ANNOTAZIONE DEL GENOMA COMPLETOIDENTIFICAZIONE E ANNOTAZIONE DI SNP/INDEL


Sequenziamento completo di singoli genomi batterici e fungini. Indispensabile per un’accurata identificazione microbica e/o virale.

Il sequenziamento del genoma microbico completo permette una valutazione integrale di tutte le caratteristiche genetiche di un batterio o di un virus isolato. È una metodica fondamentale per una precisa identificazione, permette la creazione di genomi di riferimento e studi genomici comparativi per l’identificazione di varianti a bassa frequenza e riarrangiamenti del genoma.

La generazione di una precisa e corretta ricostruzione del genoma è indispensabile per rilevare mutazioni a bassa frequenza e le delezioni e le inserzioni tra i ceppi microbici e virali. Il sequenziamento shotgun de novo batterico dell’intero genoma ha una vastità di applicazioni tra cui la genomica comparativa, che confronta la sequenza con quella di un riferimento noto e rivela importanti differenze nella composizione e nell’organizzazione del genoma, facilitando l’analisi di geni funzionali coinvolti in importanti processi biologici.

I funghi svolgono un ruolo fondamentale nell’ambiente attraverso la decomposizione di materiale organico e attraverso le relazioni simbiotiche con procarioti, piante e animali. Le informazioni genomiche sui funghi possono aiutare i ricercatori a studiare i principali geni e le proteine ​​fungine per rivelare le loro funzioni specifiche e prevedere le vie metaboliche. Il sequenziamento dei genomi fungini ha notevolmente ampliato la comprensione della diversità genetica, fisiologica ed ecologica di questi organismi e ha intensificato la ricerca nel campo della scienza medica, delle scienze agrarie, dell’ecologia, del bio-risanamento, della bioenergia e dell’industria biotecnologica.

Applicazioni

• Identificazione di varianti a bassa frequenza e riarrangiamenti del genoma
• Analisi di geni funzionali coinvolti in importanti processi biologici
• Studi genomici comparativi


Analisi dei dati

Il servizio di analisi bioinformatica per il sequenziamento del genoma intero microbico e fungino del Polo GGB comprende l’assemblaggio de novo, la mappatura al genoma di riferimento, l’annotazione del genoma (previsione di geni patogeni e di suscettibilità, predizione di CRISPR non predittiva dell’RNA), l’annotazione funzionale, (COG / GO / KEGG), l’identificazione di SNP / INDEL e l’analisi genomica comparativa.

RICOSTRUZIONE DEL GENOMA MICROBICOIDENTIFICAZIONE E ANNOTAZIONE DI SNP/INDEL


Un’alternativa potente ed economica al sequenziamento dell’intero genoma. Per le librerie di arricchimento per la cattura dell’esoma Polo GGB dispone di pannelli Agilent, Illumina o Nimblegen a seconda delle specifiche esigenze.

Il sequenziamento dell’esoma, ovvero di quella parte del nostro genoma che fornisce istruzioni all’organismo per codificare le proteine, più propriamente detti esoni, rappresenta una piccola percentuale dell’intero genoma, circa 1,5%. Il metodo per sequenziarli è noto come sequenziamento dell’intero esoma e offre uno sguardo particolareggiato nel genoma per indagare la presenza di mutazioni rare.
Poiché le mutazioni più note che causano la malattia si verificano negli esoni, il sequenziamento dell’intero esoma è un metodo efficiente e conveniente per identificare possibili mutazioni che causano una malattia.
Polo GGB fornisce il sequenziamento dell’intero esoma mediante sonde di cattura di campioni umani e di campioni murini.

Applicazioni

• Identificazione di varianti genetiche rare
• Studi di associazione di malattie
• Identificazione di marker genetici
• Determinazione di importanti variazioni correlate a determinate malattie


Analisi dei dati

Il servizio di analisi bioinformatica del Polo GGB per il sequenziamento dell’Esoma Completo è eseguito secondo le linee guida dell’Istituto Broads per la ricerca delle varianti geniche con GATK e include: Controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’allineamento degli esoni al genoma di riferimento (GRCh37), la rimozione di duplicati, la calibrazione degli indici di qualità (modello empirico basato sul dataset dbSNP e 1000Genomes), l’identificazione della variante candidata con HaplotypeCaller, la genotipizzazione su tutti i campioni per migliorare la sensibilità, il calcolo di un punteggio di qualità per le varianti geniche identificate al fine di migliorare la specificità (modello empirico basato su dataset dbSNP, HapMap e 1000Genomes).

ANALISI DELL’ESOMA COMPLETOIDENTIFICAZIONE E ANNOTAZIONE DI SNP/INDEL

Un servizio completo per il sequenziamento di determinate regioni genomiche che spazia dalla progettazione della strategia di sequenziamento all’ analisi personalizzata dei dati.

Il sequenziamento di specifiche regioni del genoma completo è un approccio efficiente per lo studio di regioni di interesse mediante sequenziamento di nuova generazione. Questo metodo permette un sequenziamento ad elevata profondità (coverage) e accurato delle regioni selezionate abbassando notevolmente la percentuale di sequenziamento di regioni fuori target. Il sequenziamento mirato di precise regioni genomiche è una scelta economica in presenza di grandi quantità di campioni, riducendo significativamente il costo di sequenziamento per singolo campione.
Il servizio di sequenziamento di specifiche regioni del genoma completo comprende la progettazione di sonde o di primer, l’arricchimento mirato per la cattura delle regioni genomiche selezionate, la frammentazione del DNA o dell’amplicone, il sequenziamento a doppio filamento (PE) e l’analisi bioinformatica delle sequenze bersaglio.
Utilizzando pannelli di sequenziamento mirati, è possibile scoprire SNP, piccoli inserzioni / delezioni (INDEL), variazioni del numero di copie (CNV) e riarrangiamenti genici con elevata sensibilità e specificità, consentendo il rilevamento accurato delle varianti rare.

Applicazioni

• Scoperta di mutazioni geniche o somatiche
• Rilevazione e quantificazione di varianti rare
• Rilevazione di alleli a bassa frequenza
• Riarrangiamenti nelle regioni fiancheggianti quelle sequenziate
• Genotipizzazione
• Analisi di associazione per malattie ereditarie
• Validazione di mutazioni in un’ampia coorte di campioni


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica del Polo GGB per il sequenziamento di specifiche regioni del genoma completo include la generazione di file intermedi FASTQ, il controllo di qualità del sequenziamento Q30, l’allineamento delle sequenze generate al genoma di riferimento e l’analisi delle varianti geniche per le regioni di interesse.

ANALISI DI SPECIFICHE REGIONI GENOMICHE

Trascrittomica

Il trascrittoma è l’insieme di tutte le molecole di RNA, inclusi mRNA, rRNA, tRNA e altri RNA non codificanti che sono prodotte in una cellula o in una popolazione di cellule.
La trascrittomica è lo studio dell’espressione genica cellulare in specifiche condizioni permettendo di classificare l’insieme completo di trascritti di RNA, inclusi mRNA e RNA non codificanti.
La trascrittomica consente l’analisi dell’intero trascrittoma, ovvero dell’espressione genica di un organismo con elevata risoluzione permettendo la determinazione dell’abbondanza relativa di trascritti, l’identificazione di eventi di splicing alternativi e di individuare eventuali modifiche dell’RNA post-trascrizionale oltre alla identificazione di polimorfismi a singolo nucleotide (SNP).
L’analisi del trascrittoma è estremamente utile per ottenere importanti informazioni dell’attività trascrizionale di un organismo per la ricerca in ambito biologico, medico, clinico e farmaceutico, e per la scoperta e lo sviluppo di farmaci.

Nello studio della trascrittomica, l’RNA totale viene prima isolato da un campione, quindi la preparazione della libreria può comportare diversi passaggi come l’arricchimento di mRNA basato su poliA o l’arricchimento dell’RNA dopo la deplezione dell’RNA ribosomiale. La scelta della libreria dipende dalla necessità di analisi, in particolare se lo studio è incentrato sugli RNA codificanti la scelta opportuna è una libreria Poly-A; se invece l’interesse è incentrato sugli RNA non codificanti è bene preferire una libreria che preveda la deplezione dell’RNA ribosomiale.

Le nostre soluzioni di Trascrittomica

Per rivelare i livelli di espressione di RNA e per l’individuazione di isoforme alternative, di fusioni di geni e di SNP / INDEL.

Il sequenziamento del trascrittoma totale permette di rivelare i livelli di espressione genica. In contrasto con la tecnologia dei microarray che presenta problemi tra cui artefatti di ibridazione incrociata, scarsa quantificazione dei geni maggiormente e/o debolmente espressi e necessità di conoscere a priori la sequenza da ricercare, il sequeziamento di nuova generazione offre una copertura ampia e una maggiore risoluzione della natura dinamica del trascrittoma, che quindi permette l’identificazione di nuovi trascritti.
Polo GGB fornisce anche un protocollo appositamente progettato per lavorare con RNA estratto da campioni fissati in paraffina e parzialmente degradati e con campioni di RNA di scarsa quantità e con un RIN (RNA Integrity Number) di bassa qualità
Polo GGB fornisce soluzioni complete per il sequenziamento del trascrittoma totale che spaziano dalla progettazione dell’esperimento, la preparazione della libreria, il sequenziamento ad elevata profondità e un’analisi bioinformatica personalizzata.

Applicazioni

• Quantificazione dell’espressione genica e analisi di espressione genica differenziale tra gruppi di campioni
• Identificazione di nuovi trascritti, isoforme alternative, fusioni di geni, SNP / INDEL ed espressione allele specifica (ASE)
• Assemblaggio di trascrittomi de-novo


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica del Polo GGB per il sequenziamento dell’intero trascrittoma include il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’allineamento delle sequenze al genoma di riferimento, l’identificazione dei trascritti, la quantificazione dell’espressione genica e dell’espressione dei geni differenzialmente espressi.

RICOSTRUZIONE DEL TRASCRITTOMA COMPLETOANALISI DI ESPRESSIONE DIFFERENZIALE


Per caratterizzare l’espressione e la funzione degli small RNA mediante il profilo di espressione. Identificazione di isoforme, predizione di nuovi small RNA e previsione di potenziali molecole bersaglio degli smallRNA.

Gli small RNA, che comprendono microRNA (miRNA), piccoli RNA interferenti (siRNA) e RNA che interagiscono con le proteine Piwi (piRNA), solitamente sono molecole di RNA non codificanti, con una lunghezza variabile tra 15 e 200 nucleotidi, non presentano poliadenilazione e sono poco abbondanti. Le popolazioni di smallRNA possono variare significativamente tra i diversi tipi di tessuti e tra le varie specie.
È stato dimostrato che gli smallRNA sono coinvolti in diversi processi biologici, tra cui lo sviluppo, la proliferazione e la differenziazione cellulare e l’apoptosi. In particolare, i micro RNA sono modulatori dell’espressione proteica. Infatti sono frammenti corti di RNA altamente conservati (tipicamente 18-25 nt) che regolano i geni a livello trascrizionale e il silenziamento genico diretto post-trascrizionale dei loro bersagli mediante l’ibridazione imperfetta al 3 ‘UTR dell’RNA messaggero.
Il sequenziamento di nuova generazione di small RNA permette di identificare small RNA debolmente espressi e rivelare, in modo quantitativo, l’eterogeneità in lunghezza e sequenza, fornendo quindi un potente strumento per studiare la specifica funzione degli small RNA e per predire potenziali molecole bersaglio di mRNA.
Polo GGB fornisce un protocollo progettato specificamente per lavorare con campioni con RIN (RNA Integrity Number) di scarsa qualità e di scarsa quantità.

Applicazioni

• Espressione del profilo genico degli small RNA
• Scoperta di nuovi small RNA
• Caratterizzazione delle mutazioni


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica del Polo GGB per il sequenziamento degli small RNA include il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione di sequenze tecniche, il profilo di espressione di small RNA noti per omologia di sequenza con gli small RNA presenti nel miRBase database, la predizione di nuovi small RNA. A livello superiore: analisi esplorativa dei profili degli small RNA tra i campioni, analisi comparativa per identificare small RNA differenzialmente espressi, identificazione di nuovi small RNA mediante confronto tra specie.

ANALISI DI smallRNAANALISI DI ESPRESSIONE DIFFERENZIALE


Per un’analisi completa dei long non coding RNA e dell’RNA messaggero.

I lncRNA sono definiti come una classe ampia e diversificata di trascritti RNA con grandezza superiori a 200nt che non codificano per proteine, che sono ampiamente distribuiti negli organismi rappresentando i trascritti non codificanti presenti in misura maggiore in tutto il trascrittoma.
I lncRNA sono generalmente classificati in tre gruppi in base alle loro regioni genomiche:
1. lunghi ncRNA intergenici (lincRNA);
2. ncRNA intronici (incRNA);
3. trascritti antisenso naturali (NAT), che sono trascritti dal filamento complementare del DNA dei loro geni associati.

I lncRNA sono simili agli RNA messaggeri perché tipicamente trascritti da cromatina attiva, poli-adenilata e ridotta tuttavia, non dirigono la sintesi proteica.
I lncRNA sono funzionalmente importanti per gli organismi e non semplicemente il prodotto del cosiddetto “rumore trascrizionale”. Nei mammifieri e nelle piante svolgono diverse funzioni molecolari, incluso il riposizionamento dei nucleosomi, il rimodellamento della cromatina, il controllo trascrizionale e l’elaborazione post-trascrizionale. Studi dimostrano che i lncRNA hanno un ruolo sempre maggiore nell’insorgenza di malattie, nell’imprinting genomico e nella regolazione dello sviluppo.

Applicazioni

• Identificazione di LncRNA noti
• Identificazione di nuovi LncRNA
• Identificazione di eventuali correlazioni tra lncRNA e mRNA


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica associata al servizio di sequenziamento dei long non coding RNA include il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’allineamento delle sequenze al genoma di riferimento, l’assemblaggio e il filtraggio dei trascritti. A livello superiore, identificazione di nuovi lncRNA, stima del potenziale di espressione genica, analisi dell’espressione differenziale.

ANALISI DI lncRNAANALISI DI ESPRESSIONE DIFFERENZIALE

Epigenomica

Le modifiche epigenetiche sono modifiche di tipo reversibile che influenzano l’espressione genica senza alterare la sequenza del DNA e possono essere ereditate durante la divisione cellulare. Due delle modificazioni epigenetiche più caratterizzate sono la metilazione del DNA e la modificazione della cromatina.

Le modificazioni epigenetiche giocano un ruolo importante nell’espressione genica e nella regolazione e sono coinvolte in numerosi processi cellulari come la differenziazione cellulare e la tumorigenesi. La metilazione del DNA svolge un ruolo centrale nell’imprinting genico, nello sviluppo embrionale, nel silenziamento genico del cromosoma X e nella regolazione del ciclo cellulare.
La metilazione del DNA è stabilita e conservata da una famiglia di enzimi chiamata DNA metil-transferasi (DNMT1, DNMT3a e DNMT3b). Tuttavia, le informazioni sulla metilazione del DNA si perdono con le normali manipolazioni di biologia molecolare, come la clonazione in batteri, la PCR, a causa della mancanza delle DNA metil-transferasi. Diverse tecniche tra cui il sequenziamento del bisolfito sono state proposte per preservare le informazioni sulla metilazione del DNA e trasformarle, simultaneamente, in segnali quantitativi e misurabili.

L’immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) offre uno strumento vantaggioso per lo studio dei livelli degli istoni associati a una specifica regione del promotore del gene tra tessuti normali e tessuti malati. Identificare i bersagli genetici delle proteine che legano il DNA e rivelare il meccanismo dell’interazione proteina-DNA è cruciale per la comprensione dei processi cellulari. Il sequenziamento dell’immunoprecipitazione della cromatina (ChIP-seq) consente di ottenere il massimo dagli studi sulla cromatina con minime alterazioni dovute al sequenziamento.

Le nostre soluzioni di Epigenomica

Per definire le metilazioni del DNA nell’intero metiloma per studi sullo sviluppo, sulla differenziazione cellulare, sul ciclo cellulare, sui meccanismi di riparazione del DNA e sull’ impronta genomica.

La metilazione del DNA nella posizione C5 della citosina è una delle principali vie di regolazione dell’espressione genica nel DNA cromosomico, essenziale per lo sviluppo normale quando distribuita in modo univoco in tutti i tipi di cellule. La rilevazione e la quantificazione della metilazione sono fondamentali per comprendere l’espressione genica e altri processi soggetti alla regolazione epigenetica.
Il sequenziamento del metiloma completo è l’approccio principe per ottenere informazioni quantitative sulla maggior parte delle citosine metilate, identificando le regioni metilate del DNA a livello dell’intero genoma.

Applicazioni

• Osservazione dei modelli di metilazione di tutti i siti CpG, CHG e CHH presenti nel campione di interesse
• Profilo di metilazione del DNA nell’intero metiloma per studi sullo sviluppo, differenziazione cellulare, ciclo cellulare, meccanismi di riparazione del DNA, impronta genomica
• Confronto di loci differenzialmente metilati nei diversi campioni (controlli sani rispetto a pazienti con cancro, per esempio)
• Identificazione di eventuali eventi di metilazione ereditati


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica associata al servizio di sequenziamento del metiloma completo di Polo GGB comprende il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’allineamento al genoma di riferimento, l’identificazione dello stato di metilazione di base, l’individuazione di regioni metilate, l’annotazione di regioni differenzialmente metilate.

ANALISI DEL METILOMA


Il profilo delle metilazioni del DNA in specifiche regioni di interesse nel genoma umano è importante per studi sullo sviluppo, sulla differenziazione cellulare, sul ciclo cellulare, sui meccanismi di riparazione del DNA e per studi sull’impronta genomica.

La ricerca mirata del bisolfito è una metodica accurata, efficiente ed economica per gli studi sulla metilazione del DNA. Per il sequenziamento di specifiche regioni del metiloma è possibile ibridare, con determinati oligonucleotidi che catturano le isole CpG, promotori genici e altre significative regioni metilate oppure amplificare campioni di DNA convertiti con bisolfito.
Rispetto agli studi del metiloma completo, il sequenziamento di sue selezionate regioni è un approccio più praticabile in presenza di numerosi campioni e con costi più accessibili. La profondità di sequenziamento è elevata e permette di rilevare lo stato di metilazione di regioni che potrebbero non essere rilevate con il sequenziamento del metiloma completo o con approcci di immunoprecipitazione. La metodica di sequenziamento di specifiche regioni è stata ampiamente applicata per la validazione della metilazione di regioni bersaglio in grandi coorti di campioni.

Applicazioni

• Profilo di metilazione del DNA di specifiche regioni di interesse nel genoma umano è idoneo per studi sullo sviluppo, sulla differenziazione cellulare, sul ciclo cellulare, per lo studio dei meccanismi di riparazione del DNA, per l’imprinting genomico con il vantaggio di un aumento della copertura di sequenziamento delle isole CpG


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica associata al Servizio di sequenziamento di specifiche regioni del metiloma di Polo GGB comprende il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’allineamento al genoma di riferimento, lo studio dello stato di metilazione di base, l’individuazione delle regioni differenzialmente metilate, l’annotazione delle regioni differenzialmente metilate.

ANALISI DEL METILOMA


Per identificare i siti di legame del DNA con gli istoni, per identificare le proteine strutturali, i fattori di trascrizione e altre proteine ​​associate al DNA su scala genomica.

Il sequenziamento della cromatina immunoprecipita (ChIP-Seq) è lo studio delle interazioni DNA-proteina dell’intero genoma ed è usato principalmente per determinare come i fattori di trascrizione e le altre proteine associate alla cromatina influiscono sul fenotipo. Determinare come le proteine interagiscono con il DNA nel regolare l’espressione genica è essenziale per comprendere molti processi biologici ed eventuali stati patologici.
Le regioni genomiche che interagiscono con la proteina di interesse sono identificate e quantificate grazie alla elevata profondità di sequenziamento del DNA arricchito che è co-immunoprecipitato con quello della proteina.
Le regioni di DNA arricchito vengono rilevate come picchi al di sopra della sequenza genomica di base e le analisi bioinformatiche di queste regioni possono rivelare motivi di associazione.
Il ChIP-Seq è uno strumento prezioso per discernere e quantificare le sequenze specifiche di DNA a cui si legano le proteine o le modificazioni epigenetiche. Ha risvolti importanti in applicazioni quali gli studi sulla regolazione genica, l’assemblaggio dei complessi di trascrizione, negli studi dei meccanismi di riparazione del DNA, nelle modificazioni degli istoni e dei meccanismi di sviluppo e di progressione delle malattie.

Applicazioni

• Analisi e identificazione dei siti di legame delle proteine ​​nel genoma
• Identificazione di reti di regolazione genica
• Identificazione delle modifiche degli istoni


Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica associata al ChIP-Sequencing di Polo GGB include il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’allineamento al genoma di riferimento, l’identificazione del picco delle regioni arricchite, l’annotazione dei picchi nel genoma, l’analisi differenziale dei picchi, l’analisi di arricchimento GO, l’analisi di Motif.

ANALISI INTERAZIONE CROMATINA-DNA

Genomica microbica

Il sequenziamento di nuova generazione (NGS) ha dimostrato essere uno strumento impareggiabile per lo studio delle diverse comunità microbiche associate all’ambiente e all’ospite, contribuendo a generare nuovi set di dati per estrarre informazioni sulla composizione e le proprietà funzionali di un numero elevato di comunità microbiche.

Le applicazioni di NGS nella dettagliata identificazione di comunità microbiche includono il sequenziamento di ampliconi (in genere sequenziamento di rRNA 16S per batteri e sequenziamento di rRNA / ITS 18S per funghi), il sequenziamento shotgun di tutto il metagenoma, la tipizzazione del genoma microbico e il sequenziamento dell’intero genoma microbico, che può aiutare a rispondere alle domande “chi è presente nella comunità”, “cosa potrebbero fare” e “come interagiscono questi microrganismi”.

Le nostre soluzioni di Genomica microbica

Il confronto delle regioni 16S / 18S / ITS è ampiamente utilizzato in tassonomia e nella filogenesi molecolare.
Il gene 16S rRNA, un componente altamente conservato, è il marcatore genico più ampiamente utilizzato per l’identificazione di genere e di specie e per studi tassonomici nei batteri e negli archeobatteri. Il gene 18S rRNA è comunemente usato nei funghi per la filogenesi poiché ha domini ipervariabili rispetto al 16S rRNA. Oltre a ciò, la regione ITS (Internal Transcribed Spacer), che viene eliminata durante il processo post-trascrizionale del rRNA nucleare, è considerata come un codice a barre universale per i funghi. Rispetto al 18S, l’ITS è più variabile e quindi più adatto come marcatore genetico per misurare la diversità genetica intraspecifica. Il sequenziamento degli ampliconi 16S / 18S / ITS è un metodo consolidato per l’identificazione microbica e per gli studi di filogenesi su campioni di micro-biomi o in ambienti complessi.  

Applicazioni

• Identificazione microbica
• Analisi della diversità microbica presente in un determinato campione
• Tassonomia e filogenesi
• Determinazione di nuove specie
• Studio delle relazioni tra microrganismi e malattie
• Metagenomica

Analisi dei dati

L’analisi bioinformatica per il sequenziamento degli ampliconi 16S / 18S / ITS di Polo GGB include il controllo di qualità dei dati grezzi, l’eliminazione di sequenze non elaborate, la ricostruzione di ampliconi, l’identificazione dei taxa, l’analisi del microbioma per ogni singolo campione, l’analisi α- e β-diversity per gruppi di campioni.

  ANALISI METAGENOMICA BASATA SU AMPLICONI
Per fornire, non soltanto, informazioni sulla composizione e l’abbondanza delle specie, ma anche sui geni funzionali, sulle differenze genetiche tra campioni e sui percorsi metabolici.

La metodica shotgun si utilizza per il sequenziamento metagenomico de novo al fine di ottenere la sequenza dei genomi più abbondanti all’interno di una comunità microbica. È una tecnologia molto potente poiché permette di ottenere la totalità delle informazioni genetiche microbiche contenute in un determinato campione creando così un profilo tassonomico comunitario che può essere ulteriormente associato al profilo funzionale di linee di organismi noti e non. La metagenomica ha una vasta gamma di applicazioni in innumerevoli settori, tra cui l’industria alimentare e medica ed è la metodica principe per studi ambientali

 

Applicazioni

• Identificazione delle comunità microbiche che abitano gli ecosistemi oggetto di studio
• Informazioni genetiche su biocatalizzatori o enzimi potenzialmente nuovi
• Legami genomici tra funzione e filogenesi per organismi non coltivabili
• Profili evolutivi della funzione e della struttura della comunità

Analisi dei dati

Il servizio di analisi bioinformatica per il sequenziamento Metagenomic Shotgun di Polo GGB include il controllo di qualità dei dati grezzi, la rimozione delle sequenze tecniche, l’identificazione dei taxa, l’analisi funzionale e l’identificazione dettagliata delle specie presenti.

  ANALISI METAGENOMICA SHOTGUN
Sequenziamento completo di singoli genomi batterici e fungini. Indispensabile per un’accurata identificazione microbica e/o virale.

Il sequenziamento del genoma microbico completo permette una valutazione integrale di tutte le caratteristiche genetiche di un batterio o di un virus isolato. È una metodica fondamentale per una precisa identificazione, permette la creazione di genomi di riferimento e studi genomici comparativi per l’identificazione di varianti a bassa frequenza e riarrangiamenti del genoma. La generazione di una precisa e corretta ricostruzione del genoma è indispensabile per rilevare mutazioni a bassa frequenza e le delezioni e le inserzioni tra i ceppi microbici e virali. Il sequenziamento shotgun de novo batterico dell’intero genoma ha una vastità di applicazioni tra cui la genomica comparativa, che confronta la sequenza con quella di un riferimento noto e rivela importanti differenze nella composizione e nell’organizzazione del genoma, facilitando l’analisi di geni funzionali coinvolti in importanti processi biologici. I funghi svolgono un ruolo fondamentale nell’ambiente attraverso la decomposizione di materiale organico e attraverso le relazioni simbiotiche con procarioti, piante e animali. Le informazioni genomiche sui funghi possono aiutare i ricercatori a studiare i principali geni e le proteine ​​fungine per rivelare le loro funzioni specifiche e prevedere le vie metaboliche. Il sequenziamento dei genomi fungini ha notevolmente ampliato la comprensione della diversità genetica, fisiologica ed ecologica di questi organismi e ha intensificato la ricerca nel campo della scienza medica, delle scienze agrarie, dell’ecologia, del bio-risanamento, della bioenergia e dell’industria biotecnologica.

 

Applicazioni

• Identificazione di varianti a bassa frequenza e riarrangiamenti del genoma
• Analisi di geni funzionali coinvolti in importanti processi biologici
• Studi genomici comparativi

Analisi dei dati

Il servizio di analisi bioinformatica per il sequenziamento del genoma intero microbico e fungino del Polo GGB comprende l’assemblaggio de novo, la mappatura al genoma di riferimento, l’annotazione del genoma (previsione di geni patogeni e di suscettibilità, predizione di CRISPR non predittiva dell’RNA), l’annotazione funzionale, (COG / GO / KEGG), l’identificazione di SNP / INDEL e l’analisi genomica comparativa.

  RICOSTRUZIONE DEL GENOMA MICROBICO
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