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Responsabile dell'Attrezzatura
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Gian
Tartaglia
Struttura
BIBLIOTECA DEL DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA E BIOTECNOLOGIE "CHARLES DARWIN"
Descrizione

 

I sequenziatori di seconda generazione, come i sistemi Illumina, rappresentano ancora oggi la maggior parte dei sistemi di sequenziamento, ma la necessità di amplificare il DNA estratto dai campioni in studio, e altri vincoli della loro tecnologia, limita la lunghezza delle sequenze a 100-400 bp rendendo l'assemblaggio di genomi e trascrittomi più impegnativo e per alcune aree spesso non risolvibile (cfr problema di lunghi tratti di RNA ripetuti). Al contrario, la terza generazione di piattaforme di sequenziamento utilizza il sequenziamento di singole molecole che possono essere molto più lunghe e la sfida è invece nel raggiungimento di un buon rapporto segnale/rumore e dell'accuratezza della chiamata di base. La tecnologia sviluppata dalla Oxford Nanopore Technologies analizza singole molecole di DNA senza necessità di amplificazione in vitro via PCR, ed è in grado di generare sequenze più lunghe rispetto alle tecnologie di seconda generazione (tipicamente in migliaia o addirittura decine di migliaia di coppie di basi) a discapito di un tasso di errore più elevato che via via è diventano sempre più trascurabile, benché ancora superiore a quello delle tecnologie di seconda generazione. Il MinION di Oxford Nanopore è un dispositivo alimentato tramite USB ad elevata portabilità con la possibilità di usare il sequenziatore anche al di fuori del laboratorio per la realizzazione di progetti in condizioni non confinate. Si tratta inoltre di un dispositivo scalabile che consente di usare più strumenti/flowcell contemporaneamente, o in laboratori diversi, per realizzare esperimenti in parallelo e incrementare la resa in sequenze in tempi relativamente brevi. Infine, e in modo cruciale, il MinION funziona come una vera piattaforma in tempo reale, in cui le singole sequenze possono essere analizzate mentre vengono sequenziate e queste informazioni utilizzate per determinare per quanto tempo eseguire l'esperimento di sequenziamento.

ERC scientific sector
LS1_1
Anno di collaudo
2020
Stato dell'attrezzatura
In fase di acquisizione
Nome e acronimo del laboratorio o locale che ospita l'attrezzatura
Tartaglialab stanza 35 piano terra
Edificio
CU026 - Fisiologia Generale e Antropologia Farmacia e Medicina
Parole chiave
Nanopore sequencing
Servizi offerti
1. Rilevazione di tratti ripetuti e modifiche in sequenze di RNA e DNA - Neuronal Intranuclear Hyaline Inclusion Disease (NIHID) è neuropatologicamente identica a FXTAS ma i tratti ripetuti non sono stati ancora identificati. La tecnologia Oxford Nanopore MinION verrà utilizzata su campioni di post-mortem motor cortex di cervello di pazienti NIHID per la identificazione di tali ripetizioni; - modifiche chimiche come la metilazione m6A hanno un impatto sulla stabilità e degradazione e la compartimentalizzazione dei trascritti. La tecnologia Oxford Nanopore MinION sarà applicata per studiare gli effetti del 'master regulator' di m6A, Mettl3. Mettl3 ed una classe di RNA (circRNA) sono differenzialmente espressi in diversi tipo tumore e saranno i principali oggetto di studio. I siti di metilazione m6A ed, in parallelo, gli effetti sulla struttura verrano determinati. - XX. Evoluzione molecolare del genoma umano. - Analisi della variabilità genetica degli elementi ripetuti interspersi del genoma umano. - Studio della conversione genica tra le duplicazioni segmentali. - Sequenziamento di regioni palindromiche a carico dei cromosomi sessuali. - Costruzione di una sequenza di riferimento unica del cromosoma Y umano. 2. Filogenomica e genetica ecologica - identificazione e delimitazione di specie e studio dei rapporti filogenetici in chiave genomica di Invertebrati marini e terrestri oggetto di molti progetti di ricerca attualmente in corso presso il Dipartimento di Biologie e Biotecnologie 'Charles Darwin'; - sequenziamento di trascrittomi per lo studio dei veleni di specie di invertebrati anche di interesse farmacologico e per lo studio dell'evoluzione delle tossine in questo gruppo di organismi; - genomica di popolazioni di Insetti erbivori per lo studio della storia evolutiva di specie ad alto tenore di specializzazione trofica da usare come agenti di controllo biologico di piante infestanti; - sequenziamento di trascrittomi per lo studio dell'ampiezza di spettro trofico di insetti erbivori e dell'evoluzione della specializzazione trofica; - caratterizzazione del microbiota di Insetti erbivori e correlazione con la tipologia e i livelli di specializzazione trofica. 3. Analisi dell'evoluzione dei genomi di Escherichia coli patogeni - identificazione di elementi genetici mobili contenenti determinanti coinvolti nella patogenicità e nell'antibiotico-resistenza; - analisi di riarrangiamenti genetici indotti dall'integrazione o excisione di plasmidi di virulenza nei genomi di E.coli enteroinvasivi; - analisi della progressiva evoluzione di E.coli enteroinvasivi verso fenotipi ad alta virulenza mediante delezione di geni cromosomici codificanti funzioni house-keeping; - analisi trascrittomica di E.coli enteroinvasivi in seguito al rimodellamento genomico mediato dall'acquisizione / perdita di nuovi elementi genetici (fagi/ plasmidi/ isole genomiche). 4. Analisi fine delle isoforme geniche - analisi accurata delle varianti di splicing per identificazione di nuove isoforme di trascritti codificanti per enzimi modificatori della cromatina (demetilasi istoniche) associate allo sviluppo di tumori; - analisi del trascrittoma di organismi modello (es. S. cerevisiae) in risposta a delezione o inibizione di modificatori della cromatina; - sequenziamento di regioni cromosomiche specifiche (targeted-sequencing) in campioni di pazienti affetti da tumore o linee cellulari tumorali per identificare specifiche varianti strutturali associate ai tumori.

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