Dịch Vụ

I. Dịch vụ giải trình tự gen thế hệ mới (NGS)

1. Giải trình tự Metagenomics

Metagenomics nghiên cứu tập hợp bộ gen của tất cả sinh vật trong mẫu môi trường. Metagenomics được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu hệ vi sinh vật trong môi trường mà không cần phân lập, nuôi cấy những loài riêng lẻ. Công nghệ này có thể được ứng dụng trong nhiều mẫu môi trường đa dạng như đất, nước, biển, bùn, rễ cây, ruột, phân hay cơ thể động vật,…Metagenomics trả lời 2 câu hỏi: vi sinh vật nào đang ở đó, và chúng đang làm gì?

Tiềm năng của vi sinh vật có thể giải quyết được các vấn đề thế giới đang đối mặt là rất lớn và chưa được khai phá hết. Các vấn đề từ kháng kháng sinh, bệnh nhiễm, năng suất trồng trọt, chăn nuôi, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu đều có liên quan đến biến đổi quần xã vi sinh vật. Chính vì vậy, hiểu về thế giới của vi sinh vật, chúng ta có thể mở ra tiềm năng của chúng để cải thiện cuộc sống của chính chúng ta!

Có 2 dạng metagenomics đó là metabarcoding và shotgun metagenomics.

• Metabarcoding: xác định thành phần quần xã vi sinh vật dựa trên giải trình tự vùng gen chỉ thị như 16s rRNA (vi khuẩn), ITS (nấm)… Phương pháp này tiết kiệm và giúp nhanh chóng để hiểu cấu trúc của một cộng đồng vi sinh, tuy nhiên khả năng phân loại đến mức và hiểu về chức năng còn giới hạn và chỉ nhận diện nhóm vi sinh vật mục tiêu.
• Shotgun metagenomics: giải trình tự toàn bộ vật liệu di truyền trong mẫu môi trường. Điều này cho phép xác định thành phần, tỷ lệ vi sinh vật hiện diện trong mẫu mà còn cung cấp thông tin chú giải thành phần các gen chức năng. Phương pháp này cần lượng dữ liệu và chi phí cao hơn metabarcoding.

2. Giải trình tự toàn bộ gen

Giải trình tự toàn bộ bộ gen (Whole genome sequencing, viết tắt là WGS) là kỹ thuật cho phép xác định toàn bộ hoặc gần như toàn bộ trình tự DNA bộ gen và/hoặc DNA plasmid, DNA ty thể, DNA lục lạp của một sinh vật xác định. Kết quả cung cấp các thông tin về đặc điểm phân loại, di truyền, tiến hóa và dự đoán chức năng của sinh vật đó. Các thông tin này là một phần quan trọng trong các nghiên cứu y học, dịch tễ, sinh thái học và công nghệ sinh học. ​Trong lĩnh vực vi sinh, giải trình tự bộ gen là một công cụ thiết yếu để phát triển chủng và tối ưu hóa vi sinh vật được sử dụng làm nguyên liệu thực phẩm hoặc làm chủng sản xuất.

Có 2 dạng giải trình toàn bộ gen phổ biến là WGS vi sinh vật và Shallow WGS.

• WGS vi sinh vật thu nhận và giải trình tự DNA bộ gen của vi sinh vật với độ phủ sâu, sau đó tiến hành lắp ráp để thu nhận bộ gen hoàn chỉnh hay bản thô, bao gồm cả DNA plasmid. Các phân tích tin sinh học có thể thực hiện ở mức cơ bản đến nâng cao để thu được các thông tin giá trị.

• Shallow WGS là kỹ thuật giải trình tự bộ gen với độ phủ thấp. Đây là phương án tối ưu về mặt chi phí cho các nghiên cứu định danh loài mới và phân tích các đặc điểm biến động di truyền nổi bật, mà không cho phép lắp ráp được bộ gen hoàn chỉnh. DNA bộ gen của sinh vật được thu nhận và giải trình tự với dung lượng thấp. So sánh dữ liệu trình tự thu được với các bộ dữ liệu để thu được thông tin định danh và phát hiện biến thể.

3. Giải trình tự gen mục tiêu

Giải trình tự gen mục tiêu (Targeted Sequencing) chỉ tập trung giải trình tự vùng gen quan tâm mà không cần giải trình tự toàn bộ bộ gen của một mẫu. Phương pháp này thích hợp và tiết kiệm chi phí hơn khi giải những trình tự mục tiêu dài hoặc một số trình tự đồng thời.

Trước hết vùng trình tự mục tiêu cần được làm giàu bằng PCR hoặc lai bắt giữ, sau đó tất cả trình tự thu nhận được sẽ giải trình tự theo mục tiêu yêu cầu (nền tảng Illumina/Nanopore).

4. Giải trình tự Oxford Nanopore

Giải trình tự (GTT) Oxford Nanopore Technologies (ONT) cho phép giải những trình tự dài (long read) với thiết bị nhỏ gọn, linh hoạt, và thời gian giải nhanh. Công nghệ ONT có thể giải trình tự những vùng DNA lặp lại, do đó là một công cụ tiềm năng trong lắp ráp bộ gen hoàn chỉnh. Không chỉ vậy, thiết bị ONT có kích thước nhỏ gọn, và có thể GTT trực tiếp (không phụ thuộc vào PCR). GTT ONT có thể được xem là giải pháp tiết kiệm, nhanh chóng, linh động, phù hợp với nhiều mục tiêu nghiên cứu.

II. Dịch vụ phân tích tin sinh học

Cung cấp dịch vụ phân tích tin sinh học linh hoạt trong các lĩnh vực như phân tích hệ vi sinh môi trường (metagenomics), phân tích hệ gen sinh vật (genomics), phân tích hệ phiên mã (transcriptomics), ..

1. Phân tích hệ vi sinh vật

• • Xác định thành phần và tỷ lệ các vi sinh vật hiện diện trong quần thể.
  • Xác định thành phần và tỷ lệ các gen kháng kháng sinh.
  • Dự đoán định thành phần và tỷ lệ các con đường biến dưỡng.
  • Nghiên cứu hệ vi sinh trong men vi sinh (probiotics).

2. Phân tích toàn bộ genome vi sinh

• • Lắp ráp và chú giải genome vi sinh vật.
  • Xác định MLST và xây dựng cây phát sinh loài.
  • Xác định serotype.
  • Các phân tích về tính kháng kháng sinh: thành phần gen kháng kháng sinh, gen cassette, plasmid, genomic island.
  • Xác định core genome của nhóm vi sinh và xây dựng cây phát sinh loài.
  • So sánh genome các loài theo yêu cầu.

3. Phân tích hệ phiên mã

• • Xác định mức độ biểu hiện gen, transcript đã biết và chưa biết.
  • Xác định mức độ biểu hiện SNP.
  • Xác định sự khác biệt mức độ biểu hiện gen.
  • Xác định sự khác biệt mức độ biểu hiện transcript.
  • Xác định sự khác biệt mức độ sử dụng transcript.
  • Chú giải chức năng gen theo các cơ sở dữ liệu: GO, OMIM, PFAM.
  • Phân tích các con đường biến dưỡng dựa trên cơ sở dữ liệu: MSigDB, KEGG (áp dụng cho người).

4. Phân tích bộ gen hoặc một số gen ở người

• • Xác định biến thể dòng mầm, biến thể soma dạng đột biến điểm, đột biến mất đoạn nhỏ hoặc đột biến CNV (copy number variants).
  • Chú giải biến thể theo các cơ sở dữ liệu: dbSNP, Clinvar, ExAC, gnomAD, GERP, dbNSFP, dbscSNV, PMKB, CIViC, Cosmic, PanelApp.

III. Hợp tác thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học

Thực hiện các bước kỹ thuật thực nghiệm với các công nghệ như PCR/ Real-time PCR; giải trình tự Sanger; giải trình tự thế hệ mới ( NGS), ELISA….