Sequenziamento massivo parallelo (Next-Generation Sequencing)

Panoramica delle metodiche di NGS

Nonostante la metodologia e i reagenti per NGS siano in continua evoluzione, i ricercatori possono comunque contare su numerosi sistemi NGS. Le piattaforme più diffuse integrano nel flusso di lavoro dell'NGS molti dei passaggi critici, tra cui la preparazione del campione o della libreria, la generazione dei cluster, il sequenziamento e l'analisi dei dati. La preparazione del campione in genere comporta l'amplificazione del DNA o l'aggiunta di oligonucleotidi linker o adattatori. La generazione di un cluster a partire da ogni sequenza di DNA avviene quando il DNA legato covalentemente al linker si ibrida a una superficie solida per l'amplificazione a ponte mediante PCR o con metodi alternativi come la PCR in emulsione. Inoltre, sono disponibili molti metodi per sequenziare il DNA, tra cui sequenziamento mediante ligazione, sequenziamento per sintesi, pirosequenziamento e sequenziamento basato su semiconduttore ionico. Ciascun metodo comporta fasi di reazione e processi chimici differenti dai quali dipenderanno la lunghezza di ciascuna sequenza (lunghezza delle reads), il tasso di errore e il costo dei reagenti.

Approcci analitici per l'analisi dei dati di NGS

Tutte le metodologie dell'NGS, convergono nella fase finale cruciale dell'interpretazione dei dati successiva al sequenziamento. Ogni piattaforma e flusso di lavoro dell'NGS produce un'enorme quantità di informazioni digitali acquisite dai computer; l'insieme dei dati grezzi deve essere quindi analizzato dai bioinformatici che, per l'allineamento e la mappatura della reads si avvalgono di un numero sempre crescente di strumenti analitici, come Bowtie, Galaxy e molti altri. Molti degli sviluppi nel campo delle tecnologie di NGS sono il frutto della convergenza di diversi ambiti scientifici che ha consentito di sviluppare e ottimizzare l'analisi e l'interpretazione di insiemi di dati così vasti. A seconda delle diverse esigenze applicative, i ricercatori sono ora in grado di sfruttare questi potenti strumenti per sequenziare interi genomi, esomi o trascrittomi per la di ricerca di base e per gli studi sulle malattie.