GIẢI TRÌNH TỰ GEN NGS
Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS – Next-Generation Sequencing) là công nghệ giải trình tự DNA/RNA tiên tiến, cho phép xác định trình tự nucleotide của toàn bộ bộ gen hoặc một phần bộ gen với tốc độ nhanh, độ chính xác cao và chi phí ngày càng giảm.
1. Nguyên lý của công nghệ NGS
NGS hoạt động dựa trên việc cắt nhỏ DNA thành các đoạn ngắn, sau đó gắn các đoạn này lên một bề mặt rắn (flow cell) và tiến hành tổng hợp chuỗi DNA mới trong quá trình giải trình tự. Các tín hiệu phát ra trong quá trình tổng hợp được máy phân tích để xác định trình tự của DNA.
Các bước chính của NGS:
1. Chuẩn bị thư viện DNA/RNA: DNA được cắt thành các đoạn nhỏ (~150-300 bp), gắn thêm các đoạn adapter đặc hiệu.
2. Khuếch đại và gắn lên flow cell: Các đoạn DNA được khuếch đại bằng PCR tạo cụm (clonal amplification).
3. Giải trình tự (Sequencing by Synthesis - SBS): Mỗi nucleotide gắn vào chuỗi mới tổng hợp sẽ phát ra tín hiệu huỳnh quang, được máy ghi nhận.
4. Phân tích dữ liệu: Chuỗi DNA thu được được sắp xếp lại với bộ gen tham chiếu để xác định đột biến hoặc các đặc điểm di truyền.
2. Các phương pháp giải trình tự NGS phổ biến
· Whole Genome Sequencing (WGS): Giải trình tự toàn bộ bộ gen (~3 tỷ base ở người).
· Whole Exome Sequencing (WES): Giải trình tự toàn bộ vùng exon (chiếm 1-2% bộ gen nhưng chứa phần lớn đột biến gây bệnh).
· Targeted Sequencing: Giải trình tự một nhóm gen hoặc vùng gen cụ thể, dùng trong nghiên cứu hoặc chẩn đoán lâm sàng.
· RNA Sequencing (RNA-seq): Phân tích toàn bộ RNA để nghiên cứu biểu hiện gen.
3. Ứng dụng của NGS
Trong y học:
· Chẩn đoán bệnh di truyền, ung thư, bệnh hiếm.
· Xác định đột biến liên quan đến thuốc (dược di truyền học).
· Xét nghiệm tiền sản không xâm lấn (NIPT).
Trong nghiên cứu sinh học:
· Nghiên cứu tiến hóa, phát triển, biểu hiện gen.
· Xác định vi sinh vật trong hệ vi sinh đường ruột.
· Giải trình tự virus/bacteria để theo dõi dịch bệnh (như SARS-CoV-2).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
UpToDate 2025
