Оборудование генетической лаборатории

К настоящему времени разработаны и широко используются различные системы генетического тестирования, общее число которых приближается к ста. Основу подавляющего большинства таких систем составляет полимеразная цепная реакция (ПЦР), позволяющая добиться значительного увеличения малых концентраций определённых (интересующих) фрагментов ДНК. Как правило, после или во время проведения ПЦР применяются различные методы детекции геномных изменений.

Один из самых распространенных методов детекции SNP (однонуклеотидных замен)  — это определение полиморфного сайта с помощью метода ПДРФ, который заключается в ПЦР-амплификации интересующего фрагмента и его расщеплении соответствующей эндонуклеазой рестрикции. Дальнейшее разделение продуктов рестрикции с помощью электрофореза в агарозном или полиакриламидном геле позволяет по картине полиморфизма длин рестрикционных фрагментов выявлять искомое изменение. Благодаря простоте и надёжности, относительно низкой себестоимости, метод получил широкое распространение и до сих пор популярен, хотя и имеет некоторые ограничения — он позволяет детектировать только замены, расположенные в сайтах рестрикции.

Области применения:

• генетика предрасположенностей;
• моногенные заболевания;
• определение причин бесплодия и невынашивания беременности;
• геномная дактилоскопия и др.

Электрофоретические камеры для фрагментного анализа

Другим вариантом детекции SNP является технология биологических микрочипов. В отличие от большинства подходов эта технология позволяет использовать сравнительно небольшие количества исходного материала, проводить реакцию в микрообъемах, одновременно осуществлять многопараметрический анализ множества генов одного и того же объекта. Ее чувствительность сопоставима со стандартными амплификационными методами ДНК-диагностики и в некоторых случаях превосходит их. Наибольшее распространение в исследовательской и клинической практике получили ДНК-чипы. В типичном варианте они представляют собой миниатюрные стеклянные или пластиковые пластинки с многочисленными углублениями, ячейками, содержащими набор ДНК-зондов. С помощью биочипов можно также анализировать и такие изменения ДНК, как транслокации, дупликации, протяженные делеции, а также микродупликации и микроделеции.

Области применения:

• генетика предрасположенностей.

Флуоресцентный анализатор «Биочип»

Одним из современных методов детекции изменений генома является ПЦР в реальном времени (или количественная ПЦР, англ. Real-time PCR, qPCR, qRT-PCR) — лабораторный метод, основанный на методе полимеразной цепной реакции. Метод ПЦР в реальном времени включает в себя одновременно детекцию и количественное определение (измерение непосредственно количества копий, либо измерение копий относительно внесённой ДНК или дополнительных калибровочных генов) специфической последовательности ДНК в образце.

Метод использует общие принципы ПЦР. Основное отличие состоит в том, что измеряется количество амплифицированной ДНК в реальном времени после каждого цикла амплификации. Для количественного определения используют два метода — флюоресцентные красители, интеркалирующие в двуцепочечные молекулы ДНК, и модифицированные олигонуклеотиды (ДНК-зонды), которые флюоресцируют после гибридизации с комплементарными участками ДНК.

Данный вид исследования подходит как для детекции однонуклеотидных замен, так и для определения числа копий того или иного гена. Кроме того, метод может быть использован для определения анализа РНК (анализ экспрессии генов).

Амплификатор BioRad CFX-96 для проведения ПЦР в реальном времени

Разновидностью количественной ПЦР является и, так называемая, цифровая ПЦР. Цифровая ПЦР (digital PCR, dPCR) представляет собой усовершенствованный  метод  традиционной реал-тайм ПЦР, позволяющий осуществлять прямой подсчет числа мишеней — нуклеиновых кислот. В отличие от реал-тайм ПЦР, хорошо известного количественного относительного метода, цифровая ПЦР является абсолютным методом измерения. Концентрация ДНК-мишени определяется в исходном образце в виде числа копий в микролитре с чувствительностью до 1 молекулы.

Решаемые задачи:

• Количественная оценка биомаркеров рака;
• Функциональные исследования выявленных мутаций;
• Обнаружение крупных инсерций/делеций;
• Определение количества копий гена (CNV);
• Валидация и количественная оценка библиотек NGS;
• Анализ экспрессии генов.

Система QX100 для проведения капельной цифровой ПЦР

Капиллярный электрофорез – «золотой стандарт» секвенирования ДНК. Секвенирование ДНК (определение первичной нуклеотидной последовательности) в наши дни служит основным инструментом фундаментальных, прикладных и клинических исследований. Его практическая ценность подтверждена результатами, полученными на протяжении десятилетий, и более чем двадцатью тысячами публикаций, включая те, что касаются первого человеческого генома и открытия генов, сопряженных с такими заболеваниями, как муковисцидоз, фенилкетонурия, адреногенитальный синдром и ряд других моногенных заболеваний.

В лаборатории Городской больницы №40 установлен генетический секвенатор ABI 3500xl, способный выполнять следующие задачи:

• Определение однонуклеотидных замен;
• Диагностика моногенных заболеваний;
• Валидация анализов NGS и RT-ПЦР.

Капиллярный секвенатор ABI 3500xl

Технология массового параллельного секвенирования (NGS) на сегодняшний день является самым современным методом диагностики наследственных заболеваний. Позволяет одновременно секвенировать (читать последовательность) больших участков человеческого генома. Принцип секвенирования основан на технологии Solexa, включающей обогащение методом bridge-ПЦР на проточном чипе, секвенирование методом синтеза (SBS) с использованием флуоресцентно-меченных нуклеотидов и детекцию света флуоресценции от кластеров ДНК.

Лаборатория генетики оборудована настольным интегрированным инструментом для NGS, включающим в одном приборе блоки для подготовки образцов (образования кластеров), секвенирования и обработки данных и интерфейс для управления — секвенатор MiSeq, Illumina.

Области применения:

• врожденные пороки развития и умственная отсталость;
• нервно-мышечные заболевания;
• наследственные кардиомиопатии и каналопатии;
• наследственные болезни обмена;
• скелетные дисплазии;
• предимплантационная генетическая диагностика и др.

Высокопроизводительный секвенатор MiSeq Illumina

Отчет по результатам проверки квалификации лаборатории
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАРИОТИПА (цифровые фотографии препаратов лимфоцитов)»