A Szentágothai János Kutatóközpont a PTE korszerű, nemzetközi tudományszervezési és menedzsment normák szerint kialakított új intézménye, amely az élettudományi, élettelen természettudományi, valamint környezettudományi oktatás...
A Genomika és Bioinformatika Core Facility az első magyar core facility, amely az új generációs szekvenálás (NGS) és bioinformatikai szolgáltatások biztosítására jött létre.
A Core Facility a Pécsi Tudományegyetem Szentágothai János Kutatóközpontjában található, az új generációs szekvenálási szolgáltatások széles skáláját kínálja, beleértve az Illumina szekvenálást ( Nextseq, MiSeq, MiniSeq és iSeq), a nanopore szekvenálást (MinION), valamint teljes körű protokollokat genom, transzkriptom, epigenom és metagenom szekvenálásra. A csoport emellett bioinformatikai és biostatisztikai adatelemzési szolgáltatásokat is nyújt új generációs szekvenálási és orvosbiológiai adatokkal kapcsolatban.
A Genomikai és Bioinformatikai Core Facility a könyvtárkészítési módszerek széles skáláját kínálja DNS és RNS mintákból, a szekvenálási technológia, a minta forrása és a biológiai kérdés függvényében. Minden lépésben gondosan ellenőrizzük a facility munkatársai vagy a megrendelő által előkészített szekvenálási könyvtárak minőségét.
A fő lépések a következőek:
A szekvenálást az Illumina (NextSeq 550, MiSeq, MiniSeq, iSeq) és a Nanopore (MinION) szekvenáló készülékeken hajtjuk végre, az alkalmazástól és a biológiai kérdéstől függően. A rendelkezésre álló eszközök a rövid (Illumina technológia) és a hosszú szekvenálást (Oxford Nanopore technológia), valamint a kimenetek széles skáláját fedik le, a néhány százezertől a több száz millió darab leolvasási hosszig.
A facility olyan bioinformatikai szolgáltatásokat nyújt, melyek lefedik az NGS-adatok elemzésének legfőbb lépéseit, beleértve a nyers adatfeldolgozást (mintákra szétválogatott, térképezetlen BAM fájlok átadása), a standard bioinformatikai elemzéseket (pl.: szekvenciák térképezése és genom böngészőben történő megjelenítése), a további bioinformatikai elemzéseket (pl.: különböző módon expresszálódó gének azonosítása vagy genotipizálás) valamint a publikációk esetében adatmegosztási követelményekkel kapcsolatos segítséget (pl. GEO benyújtás).
Az M220 Focused-ultrasonicator készüléket az új generációs szekvenálásban alkalmazott 150 bp és 5 Kbp közötti méretű fragmentek létrehozására. A COVARIS AFA ultrahangos frekvencián és nagyon rövid hullámhosszon továbbítja az akusztikus energiát, majd egyedülálló módon képes az energiát a mintára fókuszálni. Az AFA képes szabályozni a nyíróerőt, ennek segítségével a kiválasztott méretre fragmentálja a nukleinsavakat.
Az iSeq 100 asztali szekvenáló az Illumina egycsatornás szekvenálását használja fel a szintézis alapú szekvenálási technológiával, így rendkivül gyors szekvenálást biztosít, miközben megőrzi az adatminőséget. Az Illumina jelenleg legkisebb szekvenálójaként is képes 300 bázispár hosszúságú paired-end típusú futtatása során több mint 1,2 milliárd bázispárt előállítani mindössze 17 óra alatt. Az iSeq egy széles körű alkalmazásokkal rendelkező rugalmas rendszer, amely ideális kisméretű genom, target és amplikon, valamint virális és mikrobiális genomok szekvenálásához.
A Miniseq rendszer magas minőségű szekvenálási technikát kínál költséghatékony asztali rendszerrel. Lehetővé teszi a kisméretű genom, amplikon, célzott és RNS szekvenálást alacsony könyvtári mennyiség felhasználásával. Ideális olyan célzott kutatási alkalmazásokhoz, mint a daganatos megbetegedések vizsgálata és a génexpresszió profilozása.
A MiSeq benchtop készülék tud jelenleg a leghosszabb leolvasási hosszt generálni az Illumina készülékek között. A single end 36 (1x36) a paired end 300 (2x300) bázispár között bármilyen leolvasásra hosszt képes szekvenálni, ezáltal széleskörű applikációs lehetőségeket biztosít. A MiSeq költséghatékony eszköz különféle célzott genomszekvenálásra, metagenomikai és genexpressziós elemzésekhez is.
A NextSeq 550 rendszer ideális szekvenáló készülék a különböző méretű transzkriptomikai projektekhez és a szekvenálási kihozatalokhoz, optimális működési hatékonyságot biztosítva a felhasználók számára. A NextSeq 550 lehetővé teszi az alacsonyabb és a magasabb futási konfigurációk közötti váltást a projekt igényei alapján. Ideális platform a kis és közepes RNS szekvenálási projektekhez, a közepes méretű genomok valamint a teljes exom szekvenáláshoz
A NovaSeq 6000 készülék a legnagyobb kapacitású újgenerációs szekvenáló, amely jelenleg elérhető. A készülék segítségével egyetlen futtatásban akár 48 teljes humán genomot meg lehet szevenálni 48 óra alatt. A rendszer széles skálázhatóságot biztosít, így költséghatékony platform lehet a kisebb projektek számára is. A NovaSeq 6000 készülék ideális transzkriptomikai, metagenomikai, célzott és teljes genom szekvenálási feladatokra.
A MinION egy hordozható, valós idejű RNS és DNS szekvenálásra alkamas eszköz, amely képes bármilyen hosszúságú nukleinsav leolvasására. A nanopórus alapú szekvenálás alkalmazásával egyetlen DNS vagy RNS molekula szekvenálható fragmentálás, PCR amplifikáció vagy a minta kémiai jelölése nélkül. A rendkívül hosszú leolvasási hosszúság (több száz kb) ideális lehet teljes genomok valamint hosszú amplikonok szekevenálására.
Az Agilent 4200 TapeStation a nukleinsavak elektroforézissel történő méret szerinti elválasztását végző rendszer. Ez a készülék egy komplett megoldás a minták minőségének ellenőrzésére bármilyen NGS munkafolyamatok végpontjainál, alkalmas mind DNS, mind RNS analízisére. Az alkalmazástól függően a szoftver automatikusan meghatározza a méretet, a mennyiséget, a tisztaságot, illetve az RNS és DNS integritását.
A szekvenáló futás kapilláris elektroforézis alapján történik. A gép egy kapillárissal rendelkezik, egy időben egy minta vizsgálatára alkalmas. A szekvenálandó mintát egy PCR reakcióban fluoreszcensen jelölt dideoxi-NTP-kel kell jelölni, a reakcióban, a láncterminálás következtében különböző méretű jelölt fragmentek keletkeznek, amelyek a kapilláris elektroforézis során elválnak. Az érzékelő ablakhoz érkező jelölt fragmentet lézer gerjeszti, a fluoreszcens jelet egy CCD kamera fogadja. A gép alkalmas mind szekvencia meghatározásra, mint fragment analízisre. Fragment analízis esetén egyidejűleg maximum öt fluorofór vizsgálata lehetséges. Egy minta átlagos vizsgálati ideje másfél óra.
A készülék egy valós idejű PCR rendszer, amellyel lehetőség van génexpressziós mérések, genotipizálások és olvadáspont vizsgálatok végzésére. A génexpressziós vizsgálatoknál a kettős jelölésű próbákkal (TaqMan, Scorpions, Molecular Beacons stb.) és SYBR Green festékkel egyaránt végezhetőek. Egy mintában egyidejűleg maximum négy fluorofór vizsgálata lehetséges a gyártó által dedikált festékekkel (FAM,VIC/JOE, ROX, NED/TAMRA). A kimutatás ideje 1-3 óra. A blokkonként változtatható hőmérséklet (VeriFlex Block) PCR optimalizálás esetén hasznos lehet.
A CFX-Real Time PCR detekktáló rendszer hatékony és rugalmas eszköz. A készülék nagy érzékenységű és nagy megbízhatóságú detektálást nyújt singleplex és multiplex real-time PCR reakciókhoz akár 5 különböző csatornán. A CFX Maestro Analysis szoftverrel párosítva a CFX eszköz kiváló adatgyűjtési, statisztikai elemzési és adatvizualizációs lehetőségeket kínál.
Nagy kapacitású álló Hitachi centrifugával maximálisan akár 6L centrifugálható (4 × 1500 ml). A centrifuga egyszerűen működtethető intuitív LCD érintőképernyővel, amelynek köszönhetően minden fontos paraméter egyszerűen szabályozható és követhető a centrifugálás során. Maximum sebesség 22.000 rpm.
Az nCounter SPRINT Profiler működése egy újszerű digitális vonalkód technológián alapul, mely a célmolekulákhoz hibridizál. Ezt követően a digitális vonalkódot egy „single molecule” képalkotási technikával közvetlenül megszámolják, melynek eredménye egy nagyon pontos és érzékeny mennyiségi meghatározás. Párhuzamosan akár 800 target mérhető egyetlen mintában, egy futással pedig 12 minta vizsgálható.
https://www.nanostring.com/products/ncounter-systems-overview/ncounter-sprint-profiler
A SPRINT Profiler készüléken támogatott applikációk:
Majláth I, Éva Cs, Hamow Á. K, Kun J, Pál M, Rahman A, Palla B, Nagy Z, Gyenesei A, Szalai G, janda T: Methylglyoxal Induces Stress Signaling and Promotes the Germination of Maize at Low Temperature, Physiologia Plantarum, 2021 https://doi.org/10.1111/ppl.13609
Vokó Z, Kiss Z, Surján G, Surján O, Barcza Z, Pályi B, Formanek-Balku E,Molnár GA, Herczeg R, Gyenesei A, Miseta A, Kollár L, Wittmann I, Müller C, Kásler M: Nationwideeffectiveness of five SARS-CoV-2 vaccines in Hungary - The HUN-VE study, Clinical Microbiology andInfection, https://doi.org/10.1016/j.cmi.2021.11.011
Sawicka-Smiarowska,E.; Bondarczuk, K.; Bauer, W.; Niemira, M.; Szalkowska, A.; Raczkowska, J.; Kwasniewski, M.; Tarasiuk, E.; Dubatowka, M.; Lapinska, M.; et al. Gut Microbiome in Chronic Coronary Syndrome Patients. J. Clin. Med. 2021, 10,5074. https://doi.org/10.3390/ jcm10215074
Aczél, T., Körtési, T., Kun, J. et al. Identification of disease- and headache-specific mediators and pathways in migraine using blood transcriptomic and metabolomic analysis. J Headache Pain 22, 117 (2021). https://doi.org/10.1186/s10194-021-01285-9
Bauer W.; Gyenesei A.; Krętowski A. : Review: The Multifactorial Progression from the Islet Autoimmunity to Type 1 Diabetes in Children. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(14), 7493; doi:10.3390/ijms22147493
Schvarcz, C.A.; Danics, L.; Krenács, T.; Viana, P.; Béres, R.; Vancsik, T.; Nagy, Á.; Gyenesei, A.; Kun, J.; Fonović, M.; Vidmar, R.; et al.: Repeated Modulated Electro‐Hyperthermia Induces a Prominent Local Stress Response and Growth Inhibition in Triple Negative Mouse Breast Cancer Isografts. Cancers 2021, 13, 1744. https://doi.org/10.3390/ cancers13071744
Gombos K., Gálik B.,Kalács K.I., Gödöny K., Várnagy Á., Bódis J., Alpár D., Gyenesei A., Kovács. L.G. : NGS-based pipeline for routine non-invasive pre-implantation genetic assessment in IVF,International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22, 2443 https://doi.org/10.3390/ijms22052443
Gombos K., Földi M., Kiss Sz., Herczeg R., Gyenesei A., Geiger L., Csabai D., Futács K., Nagy T., Miseta A., Somogyi B.A., hegyi P., Szentesi A. : Analysis of COVID-19-related RT-qPCR test results in Hungary: Epidemology, dianostics and clinical outcome . Frontiers in Medicine, 2020
Kemenesi, G.; Zeghbib, S.; Somogyi, B.A.; Tóth, G.E.; Bányai, K.; Solymosi, N.; Szabo, P.M.; Szabó, I.; Bálint, Á.; Urbán, P.; Herczeg, R.; Gyenesei, A.; Nagy, Á.; Pereszlényi, C.I.; Babinszky, G.C.; Dudás, G.; Terhes, G.; Zöldi, V.; Lovas, R.; Tenczer, S.; Kornya, L.; Jakab, F.: Multiple SARS-CoV-2 Introductions Shaped the Early Outbreak in Central Eastern Europe: Comparing Hungarian Data to a Worldwide Sequence Data-Matrix. Viruses 2020, 12, 1401.
Gombos K, Herczeg R, Erőss B, Kovács S Zs, Uzzoli A, Nagy T, Kiss Sz, Szakács Zs, Imrei M, Szentesi A, Nagy A, Fábián A, Hegyi P, Gyenesei A : Translating Scientific Knowledge to Government Decision Makers Has Crucial Importance in the Management of the COVID-19 Pandemic. Population Health Management 2020 SEP 2 doi: 10.1089/pop.2020.0159
Kecskés A, Pohóczky K, Kecskés M, , Varga V.Z, Kormos V, Szőke É, Henn-Mike N, Fehér M, Kun J, Gyenesei A, Renner É, Palkovits M, Ferdinandy P, Ámrahám M. I, Gaszner B, Helyes Zs: Characterization of Neurons Expressing the Novel Analgesic Drug Target Somatostatin Receptor 4 in Mouse and Human Brains. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(20), 7788; https://doi.org/10.3390/ijms21207788
Salgado D, Armean IM, Baudis M et al.: The ELIXIR Human Copy Number Variations Community: building bioinformatics infrastructure for research [version 1; peer review: awaiting peer review]. F1000Research 2020, 9(ELIXIR):1229 (https://doi.org/10.12688/f1000research.24887.1)
Krabóth Z., Gálik B.,Tompa M., Kajtár B., Urbán P., Gyenesei, A., Miseta, A., Kálmán, B. : DNA CpG methylation in sequential glioblastoma specimens. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 2020 Aug 10. https://doi.org/10.1007/s00432-020-03349-w
Majláth I, Éva Cs, Hamow Á. K, Kun J, Pál M, Rahman A, Palla B, Nagy Z, Gyenesei A, Szalai G, janda T: Methylglyoxal Induces Stress Signaling and Promotes the Germination of Maize at Low Temperature, Physiologia Plantarum, 2021 https://doi.org/10.1111/ppl.13609
