Neu Yikon Genomics bei Hölzel Diagnostika – MALBAC™ Technologie

Yikon Genomics

Yikon Genomics wurde erst im Jahr 2012 gegründet und zählt bereits jetzt zu einem der führenden Unternehmen im Bereich der Einzel-Zell-Sequenzierung (single cell sequencing). Basierend auf der patentierten MALBAC^TM-Technologie der Harvard Universität bietet Yikon Genomics Komplettlösungen in den Bereichen der reproduktiven Medizin und Krebsdiagnostik mit flüssiger Biopsie (liquid biopsy).

MALBAC^TM  Technologie

Überblick

Basierend auf der patentierten MALBAC ™ -Technologie der Harvard Universität, ermöglicht das MALBAC™ Single Cell whole genome amplification (WGA)-Kit die schnelle, zuverlässige und reproduzierbare WGA von Einzelzell (e) oder Picogramm- bis Sub-Nanogramm-Mengen von gDNA zur Produktion von 2-4 µg amplifizierter Produkte in etwa 4 Stunden.

Prinzip

Nukleinsäure-Analysetechniken wie real-time qPCR, Mikroarray und Next-Generation-Sequenzierung (NGS) erfordern oft, dass die Ausgangsnukleinsäure einen bestimmten Schwellenwert für Quantität und Qualität erfüllt, um reproduzierbare und genaue Daten zu erzeugen. Daher ist oft eine vollständige Genomamplifikation (WGA) erforderlich, um Proben mit begrenzter Menge zu analysieren. Eine solche typische Notwendigkeit ist die Einzelzellsequenzierung. Einzelzellen WGA, gefolgt von einer Genomsequenzierung, ist für viele Anwendungen sehr wünschenswert, wie z. B. Präimplantations-genetisches Screening / Diagnose hinsichtlich In-vitro-Fertilisation oder Genotypisierung von seltenen zirkulierenden Tumorzellen (CTC).

WGA-Methoden neigen im Allgemeinen zu Amplifikationsverzerrungen. Herkömmliche PCR-basierte WGA-Verfahren, wie die degenerierte Oligonukleotid-Primed-PCR (DOP-PCR) und die Primer-Verlängerungs-Präamplifikation (PEP), führen von Natur aus sequenzabhängige Fehler ein, und diese werden während der exponentiellen Amplifikation akkumulativ über jede Runde der thermischen Zyklen vergrößert. Multiple Displacement Amplification (MDA) -Verfahren, bei denen ein Random-Primer und die Strang-verdrängende Phi29-Polymerase unter isothermischen Bedingungen verwendet werden, verbessern die Amplifikations-Gleichmäßigkeit gegenüber den herkömmlichen PCR-basierten Verfahren durch Vermeidung von Temperaturzyklen. Da jedoch der gesamte Amplifikationsprozess von MDA durch zufällige Hybridisierung von Hexameren gesteuert wird, weist das MDA-Verfahren immer noch beträchtliche Verzerrungen in seinen Amplikons auf.

Yikon Genomics- MALBAC™ -Technologie

Die MALBAC^TM-Technologie (Multiple Annealing und Looping Based Amplification Cycles) führt zunächst einige quasilineare Voramplifikationszyklen mit einem zufälligen Primer durch. Dann tritt die Amplifikation in eine exponentielle Phase ein, die durch einen universellen Primer (die Tail Sequenz) gesteuert wird, bis Mikrogramm-PCR-Produkte erreicht sind. Die Amplifikation durch einen universellen Primer minimiert die Fehler in den Amplikons, daher ist die Gleichförmigkeit von MALBAC^TM weit besser als jede andere bisherige WGA-Methode.

Vorteile

Im Allgemeinen gibt es 8 Parameter zur Charakterisierung der Leistung von WGA-Verfahren. MALBAC schneidet dabei  unter anderen Amplifikationsmethoden besonders gut ab.

– Amplifizierung von single cells Genome auf ug-Niveau in nur einem Tube  innerhalb von 2-4 Stunden

– Beste Amplifikations Einheilichkeit unter anderen ähnlichen Produkten, Single-Nucleotide Mismatch Rate ~ 10 ^-5

– Hohe Abdeckung. > 90% Locus werden erfolgreich amplifiziert, Locus-Allel drop out <10%

– Verschiedenste Anwendungen – Die amplifizierten Produkte können für Copy Number Variation (CNV) und Single Nucleotide Polymorphism (SNP) -Analyse, Präimplantations-genetisches Screening (PGS) und -Diagnose (PGD), zirkulierende Tumorzellen (CTC) usw. verwendet werden.

Huang et al.,  Genomics Hum. Genet. 2015

Der Variationskoeffizient (CV) ist der Schlüsselparameter für die Analyse der Copy Number Variation (CNV) durch Next-Generation Sequencing. Das MALBAC Single Cell WGA Kit von Yikon ist anderen kommerziellen Kits hinsichtlich des CV-Parameters überlegen. Dieser Vorteil macht das MALBAC Single Cell WGA-Kit für die klinische Anwendung besser geeignet, insbesondere für das genetische Präimplantations-Screening (PGS).

Anwendungen

Säugetier:

• Genetisches Screening vor der Implantation
• Präimplantationsdiagnostik
• Genotypisierung von transgenen Tieren
• Phasing von einzelnen menschlichen Genomen
• Genotypisierung der Spermien
• Embryo und Stammzellen
• Forensische Analyse
• Typisierung von transgenen Tieren

Tumor:

• Somatische genetische Variationsanalyse
• Tumorentwicklung und Entwicklung
• Tumorstammzelle
• Zirkulierende Tumorzellen

Bakterien:

• Genotypisierung von Mikroorganismen
• Metagenomik-Studie
• Pathogen-Analyse

Bei Hölzel können Sie folgende Kits derzeit erhalten:

Malbac-­RNA Single Cell Amplification kit  (24 oder 96 Reaktionen)

Malbac Single Cell WGA kit (10 oder 50 Reaktionen)