Génotypage

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Solutions de génotypage

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CD Genomics propose un service de génotypage entièrement flexible pour des projets petits, grands, standards ou personnalisés, sur des humains et de nombreuses autres espèces. Notre puissant portefeuille comprend des puces, des réactifs, des instruments et des outils de bioinformatique qui vous permettent de détecter des polymorphismes nucléotidiques simples (SNP), des variations du nombre de copies (CNV) et d'autres variations génétiques. Les services de génotypage de CD Genomics s'adaptent à des projets avec une large gamme d'applications. Forts de plus de 10 ans d'expérience, nous offrons un service hautement fiable, flexible et compétent, combiné à des normes industrielles élevées et une capacité évolutive, et nous avons été reconnus comme le choix premium de Génotypage SNP.

Qu'est-ce que le génotypage ?

Le génotypage est un processus scientifique par lequel les allèles particuliers situés à des sites génétiques donnés dans le génome d'un organisme sont identifiés et décrits. Dans le domaine de la recherche biologique, l'objectif fondamental du génotypage est de déterminer les types d'allèles uniques détenus par un organisme à des loci génétiques désignés. Cette pratique aide à révéler la corrélation entre génotype et phénotype, ainsi que l'influence des variations génétiques sur les traits et l'expression phénotypique d'un organisme. Le génotypage met en évidence la disparité génétique en comparant une séquence d'ADN avec un autre échantillon ou une séquence de référence. Cette technique facilite la détection de modifications subtiles dans les séquences génétiques d'une population, comme les polymorphismes de nucléotides simples (SNP).

Les polymorphismes mononucléotidiques (SNP) sont des variantes nucléotidiques bi-alléliques (généralement) qui ont été trouvées dans tout le génome à une fréquence d'environ un pour 1 000 paires de bases. Ils peuvent être présents dans des régions codantes, non codantes et introniques des génomes, et peuvent affecter la liaison des facteurs de transcription, l'épissage des gènes, le repliement des protéines et de nombreux autres éléments au niveau des gènes et des transcrits. Par conséquent, ils peuvent être responsables de la diversité entre les individus et de l'évolution du génome, et constituent des marqueurs idéaux pour identifier les gènes associés à des maladies complexes. Les SNP sont l'une des deux sources les plus courantes de variation génétique (la seconde étant les variants de nombre de copies, CNV). L'analyse des SNP est importante et significative pour des études telles que la génétique liée aux maladies, la gestion de la santé individualisée, l'élevage, etc.

Sur la base des objectifs de l'étude, le génotypage des SNP peut être divisé en deux domaines, génotypage de l'ensemble du génome et cartographie fine. Génotypage du génome entier est une plateforme pour le dépistage des SNP. Cartographie fine ici est défini comme une analyse de génotypage SNP à haute densité pour des régions génomiques sélectives. Le fine mapping suit souvent des études à grande échelle à l'échelle du génome pour se concentrer sur des gènes potentiellement associés à la maladie d'intérêt, et nécessite la validation de moins de SNPs (par exemple, moins de 1 000) hautement spécifiques pour chaque maladie pour une taille d'échantillon plus grande, il devrait atteindre un taux d'appel élevé pour tous les SNPs sélectionnés, sans processus d'optimisation d'essai chronophages, et à un niveau de multiplexage relativement élevé.

Un enjeu clé dans le génotypage à haut débit est de choisir la technologie appropriée en fonction de vos objectifs et de l'étape de votre expérience. CD Genomics offre aux chercheurs la flexibilité de profiler des échantillons avec des milliers à des millions de marqueurs dans un format à haut débit, et de fournir une couverture dense à l'échelle du génome avec le contenu le plus à jour disponible de la communauté scientifique.

Figure 1. Types de variants génétiques. (Kockum et al., 2023)

Quelles sont les méthodes de génotypage ?

Le génotypage est une procédure complexe qui utilise diverses techniques pour analyser et caractériser des loci génétiques distincts au sein du génome d'un individu. Voici un synopsis exhaustif des méthodologies constitutives qui rendent ce processus possible :

• Préparation de l'ADN :

L'extraction de l'ADN génomique implique l'isolement de l'ADN chromosomique à partir des noyaux des cellules par l'utilisation de détergents et de cisaillement mécanique. Cela est suivi de l'élimination des protéines et des débris cellulaires pour obtenir de l'ADN purifié. Les méthodes d'extraction peuvent être de nature organique ou utiliser des kits commerciaux exploitant des colonnes filtrantes ou des billes magnétiques, traitant des échantillons biologiques tels que le sang, la salive ou des matériaux de biopsie inclus dans de la paraffine.

• Hybridation :

Des méthodes de génotypage telles que PCR, microarrayset NGS La hybridation, un processus impliquant l'apairage de fragments d'ADN simple brin complémentaires pour créer des molécules à double brin, reposant sur l'appariement des bases entre ces fragments, est fondamental.

• Techniques basées sur la PCR :

La réaction en chaîne par polymérase (PCR) facilite l'amplification rapide de séquences d'ADN spécifiques, ce qui aide à la génotypage automatisé. Des techniques comme la PCR spécifique aux allèles et la PCR-RFLP sont largement utilisées dans le génotypage pour la détection d'allèles spécifiques ou la distinction entre les allèles en fonction des motifs de digestion par des enzymes de restriction. La PCR TaqMan, connue pour son utilisation de sondes spécifiques aux allèles avec des étiquettes fluorescentes, est courante pour le génotypage des SNP candidats.

• iPLEX :

La méthodologie iPLEX est basée sur la technologie MassARRAY de Sequenom. Elle utilise des amorces spécifiques au locus et des terminateurs de didésoxynucléotides modifiés par la masse pour le génotypage, qui sont détectés par spectrométrie de masse MALDI-TOF.

• Pyroséquençage :

La pyroséquençage est utilisé pour de courts fragments d'ADN. Il implique la synthèse de nouvelles brins d'ADN un nucléotide à la fois, avec une émission de lumière à chaque incorporation de nucléotide, facilitant l'analyse de génotypage.

• Techniques de microarray :

Les microarrays, tels que les GeneChip d'Affymetrix et les arrays à billes d'Illumina, sont un élément clé du génotypage à grande échelle. Ils reposent sur l'hybridation de fragments d'ADN à des spots d'ADN synthétisés artificiellement contenant des séquences de SNP. La détection du signal après cette hybridation aide à la détermination du génotype.

• Séquençage de nouvelle génération (NGS) :

Les plateformes NGS permettent le séquençage massif parallèle de fragments d'ADN et facilitent le génotypage à haut débit. Ce processus comprend une multitude d'étapes, y compris la préparation des échantillons, la génération de clusters, le séquençage par synthèse et l'analyse des données. Il permet l'identification et la détection de nouveaux polymorphismes et mutations. Dans le cadre du génotypage, les différences dans les séquences d'ADN entre les échantillons au même locus sont identifiées. De plus, dans le cas où l'échantillon est de l'ARN, le NGS peut quantifier l'expression génique. L'avantage distinct de cette méthodologie pour le génotypage est sa capacité à identifier de nouveaux polymorphismes/mutations, une capacité qui surpasse d'autres méthodes de génotypage telles que les microarrays.

Figure 2. Méthodes de génotypage sélectionnées. (Kockum et al., 2023)

Nos services de génotypage

Nous proposons différentes technologies de génotypage en fonction de l'application et de l'espèce, de l'objectif de l'analyse, du nombre de SNP par échantillon (de quelques-uns jusqu'à cinq millions) et du nombre d'échantillons dans l'étude. Nos services complets de génotypage SNP incluent à la fois un essai à l'échelle du génome entier pour le dépistage des SNP et un essai de cartographie fine pour la validation des SNP basé sur 5 plateformes : Affymetrix, Illumina, Sequenom MassARRAY, ABI TaqMan, et ABI 3730XL :

• Génotypage SNP du génome entier

  • Génotypage par séquençage (GBS). Nous utilisons les dernières plateformes de séquençage Illumina pour obtenir des informations sur les variations génétiques de manière plus efficace. Le GBS, un sous-ensemble des techniques de séquençage de génomes à représentation réduite, est utilisé pour identifier les SNPs dans le cadre d'enquêtes de génotypage. Le GBS simplifie la complexité du génome en utilisant des enzymes de restriction pour cliver l'ADN, associé à des adaptateurs avec codes-barres ADN. Grâce à une sélection judicieuse des enzymes de restriction, le GBS offre une couverture étendue des SNP dans les régions riches en gènes du génome de manière économique, augmentant le nombre de balises dans l'essai. La présence constante de sites de restriction à travers les espèces garantit une haute cohérence génomique au sein des populations, rendant le GBS particulièrement adapté aux enquêtes.

    Microarray SNP. Convergence de l'hybridation de l'ADN, de la microscopie à fluorescence et de la capture d'ADN sur surface solide à travers les puces Affymetrix et Illumina. CD Genomics propose une large gamme de services de génotypage utilisant une détection avancée des variants et Génotypage SNP Les technologies. Les microarrays jouent un rôle crucial dans l'exploration des variations génétiques telles que les SNP et les changements structurels, soutenant des applications allant de la découverte initiale au dépistage de routine. Les microarrays de génotypage Affymetrix et Illumina sont très appréciés pour leur performance constante dans divers domaines, y compris la médecine de précision, la recherche clinique, la pharmacologie, les dépistages consommateurs et l'agriculture. Ces microarrays sont personnalisables en fonction des espèces spécifiques et des préférences SNP, offrant plusieurs stratégies de génotypage pour répondre à des besoins de recherche variés.

    2b-RAD. Une nouvelle méthode de génotypage à l'échelle du génome, 2b-RAD, utilise des enzymes de restriction de type IIB pour générer des fragments d'ADN de taille fixe, ciblant tous les sites de restriction pour une profondeur de séquençage uniforme et une haute reproductibilité. Cette méthode, combinée au séquençage à paires d'extrémités Illumina, offre des avantages tels qu'un faible coût de séquençage, une résilience à la dégradation de l'ADN et une flexibilité dans la conception de la bibliothèque par rapport aux méthodes RAD traditionnelles et GBS techniques.

    ddRAD-seq. ddRAD-seq, un outil prisé parmi les écologistes moléculaires, utilise séquençage de nouvelle génération (NGS) plateformes pour créer de nouveaux marqueurs SNP. En exploitant la spécificité des enzymes de restriction, elle génère des fragments de bibliothèque représentant des régions génomiques uniques partagées entre des individus de la même espèce. Cela permet un séquençage et une comparaison efficaces de ces régions génomiques entre les individus, facilitant le développement rapide et efficace de nombreux marqueurs génétiques.

    Génotypage SNP par PCR-LDRDes technologies de marqueurs moléculaires à haut débit comme les puces SNP et Génotypage par séquençage (GBS) ont des applications larges dans la recherche génétique, y compris la découverte de SNP, l'élevage des cultures et les études d'association à l'échelle du génome. Cependant, leur coût et leur complexité limitent leur utilisation dans l'élevage des cultures. À la place, des marqueurs moléculaires basés sur la PCR ciblant des loci polymorphes fonctionnels sont couramment utilisés. Ces marqueurs utilisent la ligase Taq ADN pour détecter les variations dans les génotypes, permettant une détection précise des sites SNP.

    RAD-seq. RAD-seq, une méthode innovante séquençage de nouvelle génération (NGS) La technique est conçue pour cibler des sites de clivage génomique spécifiques à l'aide d'endonucléases de restriction, ce qui entraîne la génération de fragments d'ADN prédéfinis adaptés au séquençage à haut débit. Son adaptabilité la rend bien adaptée pour des investigations complètes, apportant des contributions précieuses aux domaines de l'identification des SNP, de la cartographie génétique, de la génomique fonctionnelle, de la génétique des populations, et au-delà, offrant ainsi des implications significatives tant pour les efforts de recherche que pour les applications industrielles.

• Cartographie fine des SNP

  • Génotypage SNP MassARRAYUne plateforme de détection non fluorescente utilisant la spectrométrie de masse pour mesurer avec précision et sensibilité les amplicons dérivés de la PCR.

    SNaPshot. Une méthode basée sur l'extension de primer pour le génotypage des positions SNP connues à l'aide d'un analyseur d'ADN automatisé.

    Génotypage SNP TaqManUne méthode de génotypage SNP couramment utilisée, développée par Life Technologies.

    

• Génotypage CNV

  • Microarray CGHLa CGH par microarray permet un dépistage complet du génome à haute résolution, facilitant la détection d'imbalances de nombre de copies auparavant non détectées, telles que des délétions et des duplications. CD Genomics propose des services de microarray CGH pour diverses espèces, englobant l'humain, la souris, le rat et le poulet, avec la possibilité de créer des microarrays CGH sur mesure adaptés à d'autres espèces.

• Service de fragment d'ADN

  • Génotypage de microsatellitesCD Genomics se spécialise dans la sélection et la conception de marqueurs de microsatellites à travers diverses espèces. En plus du génotypage par microsatellite, nous proposons un génotypage par séquençage (GBS) efficace pour optimiser le temps et les ressources. Tirant parti de la PCR et séquençage de nouvelle générationLe génotypage garantit une différenciation des allèles précise et rentable.

    Analyse de l'instabilité des microsatellitesL'instabilité des microsatellites (MSI) résulte d'erreurs dans la réplication de l'ADN, où des bases répétées (microsatellites) sont insérées ou supprimées en raison d'une défaillance du système de réparation des mésappariements (MMR). CD Genomics utilise le kit Promega, qui utilise la PCR multiplex fluorescente et l'électrophorèse capillaire, pour détecter le statut MSI.

    Développement de microsatellites. CD Genomics propose désormais un séquençage de nouvelle générationméthode basée pour développer des marqueurs de microsatellites adaptés à votre espèce d'intérêt, contribuant à l'avancement scientifique. Les microsatellites, ou SSR, sont des séquences d'ADN répétitives répandues dans les génomes eucaryotes, caractérisées par un polymorphisme élevé et une adéquation pour diverses études génétiques. NGS révolutionne le développement de marqueurs microsatellites, offrant une analyse à haut débit et rentable même pour des organismes non-modèles. En utilisant la technologie Illumina, des millions de lectures de courts fragments sont générées et analysées bioinformatiquement pour identifier des loci polymorphes.

    Salut-SSRseqLes microsatellites, ou SSR, sont des marqueurs génétiques essentiels en génétique des populations. Cependant, les méthodes de génotypage traditionnelles basées uniquement sur la longueur des fragments peuvent négliger les SNP et les indels, entraînant des résultats inexacts. CD Genomics propose Hi-SSRseq, combinant l'amplification des SSR avec le séquençage à haut débit pour un génotypage précis. Cette méthode fournit des données de séquence nucléotidique pour les SSR et les régions flanquantes, permettant une évaluation précise de la variabilité génétique et réduisant le temps et le coût du génotypage.

Exigences d'échantillon

Pipeline d'analyse

Les données d'entrée fondamentales peuvent comprendre divers types de données de puces à ADN et de séquençage de nouvelle génération. des données telles que séquençage du génome entier ou séquençage de l'exome entier données. En général, les résultats de génotypage issus des données de puce à ADN sont fournis par le fabricant de la puce. Le pipeline suivant décrit l'approche systématique pour analyser le génotypage en utilisant des données de séquençage du génome entier.

Avantages de nos services de génotypage

• Une adhésion rigoureuse à des normes strictes garantit la fourniture de solutions de génotypage complètes.
• Expertise dans divers aspects du génotypage, y compris la conception d'essais, le traitement des échantillons et l'analyse des données, garantissant des résultats précis et éclairants.
• Un délai d'exécution rapide associé à une précision et une fiabilité sans faille rendent nos services de génotypage à la fois efficaces et fiables.
• La polyvalence pour traiter des types d'échantillons divers, couvrant les génomes humains, animaux, végétaux et microbiens, souligne notre capacité à répondre à un large éventail de besoins de recherche.
• Engagement à faire progresser la recherche en génomique en offrant un accès à des technologies et méthodologies de génotypage de pointe.
• Services sur mesure adaptées aux exigences uniques de chaque projet, garantissant une approche personnalisée et efficace de l'analyse de génotypage.
• Approche consultative pour identifier des solutions optimales et rentables, permettant aux chercheurs d'atteindre leurs objectifs de recherche spécifiques avec un maximum d'efficacité.

Notre forfait de services comprend :

• Plateforme évolutive. CD Genomics est capable d'effectuer une analyse efficace sur des échantillons allant de petits à grands grâce à sa variété de plateformes de génotypage SNP.
• Assurance qualité. Grâce à notre processus de contrôle qualité rigoureux, nous ne fournissons que des données de haute résolution et de haute qualité pour une fiabilité maximale.
• Conception expérimentale. Sélection des SNP adaptés à l'objectif de recherche, puis sélection de la plateforme en fonction du nombre d'échantillons et des possibilités de conception.
• Génotypage. Validation de l'existence et de la fréquence des SNP connus et découverte de nouveaux SNP.
• Données. Fournies au format Excel. Pour la découverte de SNP, des données brutes, des annotations et des résultats de LD sont également fournis.

Affichage des résultats

L'application des approches de bioinformatique à l'analyse de Génotypage SNP et les variations du nombre de copies (VNC) permettent d'examiner les résultats de millions de marqueurs et de sondes, de détecter des échantillons atypiques et de prédire les conséquences fonctionnelles des variations génétiques. Présentées ci-dessous sont des représentations graphiques des résultats générés à l'aide de diverses techniques de génotypage.

Nous visons à fournir le plus haut niveau de service, de confidentialité et de support client. Notre vaste expertise peut aider à accélérer vos analyses d'assays SNP et de mutations avec rapidité, qualité et fiabilité. Avec nos services, vous pouvez soit examiner en profondeur le génome, soit rechercher des connexions génotype-phénotype inconnues ou des variations déjà connues du génotype.