Whole-genome Sequencing. Memaksimalkan Alur Kerja Whole-genome Sequencing dengan Automatic Liquid Handling

Whole-genome Sequencing

Whole-genome sequencing (WGS) atau proses membaca dan menganalisis seluruh urutan DNA atau RNA yang membentuk genom. Para ilmuwan dapat mengidentifikasi perubahan genetik pada berbagai organisme dengan WGS, seperti mutasi atau rekombinasi yang dapat mempengaruhi sifat-sifat organisme seperti penularan, keparahan penyakit, atau resistensi terhadap obat. 

Tantangan Alur Kerja Whole-genome Sequencing

Alur kerja WGS selalu diawali dengan persiapan sampel yang akan di sekuensing yang disebut dengan library preparation. Proses library preparation cukup memakan banyak waktu, memerlukan alur kerja yang banyak, serta sensitifitas pengerjaannya yang sangat mempengaruhi kualitas hasil akhir. Saat library preparation dilakukan, terdapat beberapa tahapan yang sensitif seperti, pipetting dengan volume rendah, penyucian dan penyucian sampel yang perlu dilakukan secara berulang. Berdasarkan pengalaman serta kasus kebanyakan, keseluruhan proses preparasi ini dapat menghabiskan waktu berjam-jam bahkan hingga berhari-hari, hal ini tergantung pada jumlah throughput atau hasil akhir yang diperlukan, sehingga apabila terjadi kesalahan saat pengerjaan akan membuang waktu yang cukup lama.

Perkembangan dalam generasi berikutnya telah menghasilkan peningkatan besar dalam throughput dengan penurunan biaya. Peningkatan throughput yang tinggi, menyebabkan proses library preparation menjadi lebih banyak kendala baik dari segi finansial karena tingginya jumlah sampel ataupun kit yang digunakan. Otomatisasi, dalam bentuk liquid handling, telah mampu mengurangi beberapa hambatan ini. Artikel ini menjelaskan penerapan nanoliter liquid handler mosquito HV dari SPT Labtech yang berhasil mengimplementasikan librar preparation DNA untuk sekuensing Illumina pada 1/10 volume protokol manual asli.

Inovasi Automatic Liquid Handling

mosquito HV dari SPT Labtech

Sistem penanganan cairan skala nanoliter mosquito HV dapat digunakan untuk library preparation DNA untuk sekuensing secara efisien dan dengan volume yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan metode manual. Analisis ukuran fragmen menggunakan Fragment Analyzer untuk membandingkan hasil library preparation yang disiapkan secara manual dan otomatis dengan volume 1/10 untuk A) 50 ng, B) 1 ng, dan C) 0.1 ng DNA input.

Ukuran fragmen untuk perpustakaan manual dan otomatis dengan berbagai konsentrasi DNA. X-axis: Ukuran fragmen (bp), Y-axis: Intensitas sinyal (RFU).

Hasil dari pengukuran fragmen dengan 50 ng DNA input menunjukkan dari kedua metode library preparation menghasilkan distribusi ukuran fragmen yang serupa, dengan puncak distribusi sekitar 300-400 bp. 1 ng DNA input menunjukkan bahwa library preparation secara otomatis menghasilkan distribusi ukuran fragmen yang lebih sempit dibandingkan dengan perpustakaan manual, dengan puncak distribusi yang lebih tinggi. 0.1 ng DNA input menunjukkan bahwa library preparation secara manual menghasilkan distribusi ukuran fragmen yang lebih bervariasi, dengan beberapa puncak kecil sedangkan library preparation secara otomatis memiliki distribusi ukuran fragmen yang lebih seragam, dengan puncak distribusi yang lebih tinggi.

Kesimpulan dari perbandingan antara library preperation secara manual dan otomatis menunjukkan bahwa sistem mosquito HV dapat menghasilkan library preperation dengan kualitas yang setara, bahkan dengan jumlah DNA input yang lebih rendah dan seluruh alur kerja dapat diselesaikan hanya dalam satu hari, sehingga memungkinkan proyek yang lebih besar dengan jumlah sampel yang lebih banyak, dengan bias teknis yang lebih sedikit atau memastikan akurasi dan reliabilitas hasil penelitian. Hal ini menunjukkan bahwa sistem mosquito HV dapat menjadi solusi yang efektif untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya dalam persiapan perpustakaan untuk sekuensing genom skala besar.