Lors de la conférence annuelle London Calling, le directeur technique Clive Brown et ses collègues James Clarke, Stuart Reid, Lakmal Jayasinghe et Rosemary Sinclair Dokos ont présenté une mise à jour technologique d'Oxford Nanopore résumant l'état de sa plateforme de détection nanopore, les principaux développements récents qui permettent d'améliorer la précision et d'augmenter le rendement, et ont exposé la vision des développements futurs. Grâce aux dernières mises à jour, le séquençage nanopore peut désormais fournir des sorties de données très précises et complètes, à des rendements élevés, avec la possibilité de séquencer des fragments courts ou longs, en temps réel et de capturer tous les types de variants en une seule expérience, sur une seule plateforme. La technologie d'Oxford Nanopore permet aux utilisateurs d'adapter la technologie à leur question biologique.

Les utilisateurs sont désormais en mesure d'effectuer des analyses génomiques, transcriptomiques et épigénétiques complètes et à haut débit sur une seule plateforme. Les premières données sur la reconnaissance d'acides aminés individuels sur la plateforme nanopore ont également été partagées. Les points forts de l'exposé sont les suivants : L'introduction de la chimie de séquençage "best of both", combinant les dernières cellules d'écoulement R10.4.1 avec le dernier kit 14 pour fournir des données de séquençage de haute précision et à haut rendement, atteignant 99,6 % de précision pour les données de lecture brute de molécules simples et 99,92 % pour les données duplex avec des cycles réglables pour plus de flexibilité et d'optimisation ; les cellules d'écoulement R9 et les kits 10/11 actuels - qui permettent déjà une large gamme d'analyses scientifiques à fort impact - continueront à être pris en charge pendant la transition des utilisateurs vers la R10.4.1 et le kit 14 ; Première livraison en accès anticipé du dispositif solo PromethION 2 (P2), un séquenceur nanopore à haut rendement et abordable ; Développements des outils d'analyse de méthylation, y compris Remora, faisant d'Oxford Nanopore la technologie la plus complète pour caractériser la méthylation ; Exemples de l'utilité du mode de fragment court sur la plateforme nanopore, y compris l'analyse de méthylation et de nucléosome de l'ADN sans cellule ; Un nouveau format de fichier de séquençage, pod5, conçu pour remplacer fast5 et permettre une écriture plus rapide des fichiers.

Cela permet d'augmenter les rendements et la précision des appareils, de réduire la taille des fichiers de données brutes et de rationaliser l'analyse en aval ; La possibilité de caractériser les acides aminés individuels dans une courte séquence peptidique sur la plateforme Oxford Nanopore ; une première étape vers le séquençage des protéines. Le passage d'Oxford Nanopore à la série de nanopores R10 continue de favoriser l'amélioration de la précision, parallèlement au nouveau Kit14, lancé ce trimestre. Le passage à la série R10 et au Kit14 combine le meilleur des capacités précédentes : une précision très élevée (le Kit12 inclut des enzymes plus récentes mais est plus lent) et des rendements (les Kit 9/10/11 ont des vitesses plus élevées mais une précision plus faible).

Les premiers témoignages de la communauté montrent une forte performance avec le nouveau kit et les cellules d'écoulement. Ces chimies peuvent maintenant être ajustées en modifiant les températures d'exécution, qui seront programmables dans le logiciel à : o 260 bps (mode précision), 400 bps (mode par défaut) 520 bps (mode sortie) : Avec ces paramètres, les utilisateurs peuvent atteindre des précisions de lecture brute modale simplex de : 99,6 % (mode précision), 99,2 % (mode par défaut) 99 % (mode sortie) ; Tous les paramètres d'exécution accordables offrent des précisions duplex autour de Q30 (99,9 %), le mode précision offrant une précision duplex de 99,92 %. Avec la chimie la plus récente, la lecture duplex la plus longue qui s'aligne parfaitement sur une référence humaine est de 72 Ko, et la lecture Q40 la plus longue de 144 Ko.

Avec le mode de sortie (520 bps), les équipes d'Oxford Nanopore ont atteint 307 Gb sur une seule Flow Cell PromethION. Oxford Nanopore continue d'ouvrir le séquençage de l'ADN à tout le monde, n'importe où, et vient de lancer un appareil de séquençage de l'ADN à très haut débit, portable et peu coûteux, le premier de sa catégorie. Le premier PromethION 2 (P2) solo a été expédié et peut fournir un séquençage à haut débit et à faible coût dans un appareil de la taille d'une paume.

Données de preuve de concept générées sur la puce de détection Flongle, prototype en cours de construction : Une nouvelle génération de nanopore, avec une tête de lecture encore plus longue que celle du R10, est prometteuse pour une nouvelle amélioration de l'homopolymère, actuellement à une précision simplex de 98%, ayant progressé de 8% depuis décembre ; le développement se poursuit. Un nouveau cadre d'appel de base, Dorado, a été introduit - qui accélérera finalement l'accès pour les utilisateurs. Dorado est conçu pour prendre en charge les GPU d'Apple et le nouveau matériel de NVIDIA.

Il est également prévu qu'il puisse suivre les modèles de haute précision (HAC) sur le nouveau matériel PromethION 48. L'échantillonnage adaptatif, déjà entièrement disponible sur GridION, est maintenant en version bêta sur PromethION et MinION Mk1C et sera bientôt entièrement disponible. Cela permet d'obtenir un enrichissement de la cible de 5 à 10 fois, selon la cible La technologie d'Oxford Nanopore séquence des molécules d'ADN ou d'ARN de n'importe quelle longueur, de courte à ultra-longue.

C'est la seule technologie sur le marché capable de séquencer des longueurs d'ADN couvrant cinq ordres de grandeur en une seule technologie. Le mode "Short Fragment" (SFM) est désormais disponible sur le logiciel d'exploitation de l'appareil, MinKNOW, et est conçu pour permettre le séquençage par nanopore de fragments aussi courts que 20 bases. Oxford Nanopore a démontré plus de 250M de lectures humaines natives, avec une longueur de lecture moyenne de ~ 200 bases, sur une Flow Cell PromethION, ouvrant la voie à de nombreuses utilisations potentielles où des fragments plus courts doivent être analysés, à l'échelle et à un coût compétitif, mais tout en conservant des fonctionnalités telles que l'analyse de la méthylation en temps réel.

Suite à l'analyse du génome du CTO Clive Brown et de l'ADN acellulaire isolé du plasma, le jeu de données "cf Cliveome" a été publié. Il utilise la SFM, qui a permis de découvrir des éléments biologiques intéressants, notamment le potentiel de typage des tissus à partir des données de méthylation et une meilleure compréhension de l'agencement des nucléosomes. L'obligation a été faite que 28M de sites de méthylation CpG sur de courts fragments sont accessibles au séquençage nanopore dans le génome humain, contre 850K dans les réseaux actuels.

Les équipes R&D d'Oxford Nanopore ont montré sur MinION que la plateforme peut être utilisée pour caractériser les acides aminés dans une courte séquence peptidique. Il s'agit d'une première étape vers le développement de capacités de séquençage de protéines sur la plateforme nanopore. Les travaux ultérieurs comprendront une nouvelle optimisation de la chimie pour obtenir de meilleurs signaux de protéines et le développement de méthodes analytiques pour prédire les caractéristiques des peptides inconnus.