Geräte

Aviti

Der neue Genomsequenzierer Aviti^TM von Element Biosc. arbeitet mit zwei voneinander unabhängigen Hochdurchsatz-Flowcells und generiert hierbei bis zu 1 Billion paired-end Reads. Durch seine hohe Flexibilität in Menge (Hoch- Mittel- und Niedrig-Durchsatz) und Länge (2x75bp, 2x150bp und 2x300bp) der Sequenzen eignet sich der Aviti^TM für eine Vielzahl von Anwendungen. Die hohe Qualität (>90% Q30) gepaart mit den sehr geringen Kosten pro Base (im Hochdurchsatz ca. 6,9€ pro Gb bzw. ca. 2€ pro Mio Reads !!!) machen den Aviti^TM aktuell zum effizientesten Mittelklasse-Genomsequenzierer. Detaillierte Spezifikationen des Aviti^TM finden Sie hier. Folgende Anwendungen werden in unserem Arbeitskreis standardisiert durchgeführt:

DNA methylation sequencing (RRBS und Hairpin-Bisulfit)
RNA-Seq (Gesamt-RNA, mRNA, Depletionsprotokolle, single-cell RNA-Seq)
miRNA-Seq
Chromatinstruktur (ATAC-Seq)
ChIP-Seq
Amplikon-Sequenzierung (rRNA, Bisulfit)

Im Arbeitskreis werden zu sequenzierende Proben standardmäßig vorbereitet, die Libraries erstellt, die Next-Generation-Sequenzierung selbst sowie die bioinformatische Auswertung sämtlicher erhobener Daten mittels eigens für o.g. Anwendungen optimierter Pipelines durchgeführt (siehe Bioinformatik).

NextSeq500

Schneller, flexibler high-throughput Desktop-Sequenzierer mit High (ca. 110 Gb)- und Mid (ca. 35 Gb)-Output-Option. Es können 1 x 75bp (single read), 2 x 75bp und 2 x 150 bp (paired-end reads) sequenziert werden. Insgesamt sind somit bis zu 800 Millionen Reads (High Output) bzw. 260 Millionen Reads (Mid Output) möglich. Folgende DNA- und RNA-basierte Anwendungen werden von uns bearbeitet:

DNA-Methylierung (RRBS, Hairpin-Bisulfit)
RNA-Seq (Gesamt-RNA, mRNA, miRNA, single-cell RNA)
ATAC-Seq
ChIP-Seq
Bakteriengenome (insb. Mikrobiome)

Der Arbeitskreis hat Erfahrung in der Erstellung von Libraries, Qualitätskontrolle, der Next-Generation-Sequenzierung selbst sowie der bioinformatischen Auswertung unter Verwendung selbst entwickelter bioinformatischer Pipelines (siehe Bioinformatik).

MiSeq i100 Plus

Der MiSeq i100 Plus ist ein kompakter, benchtop-Next-Generation-Sequencing-(NGS)-Sequencer von Illumina, der für schnelle, einfache und flexible DNA/RNA-Sequenzierung in Laboren entwickelt wurde. Er gehört zur neuen MiSeq i100-Serie und bietet im Vergleich zum klassischen MiSeq deutlich schnellere Laufzeiten (z. B. Ergebnisse in ~4 Stunden möglich) sowie höhere Datenmengen pro Lauf dank verschiedener Flow-Cell-Konfigurationen (bis zu ~100 Mio. Single-End-Reads bzw. ~200 Mio. Paired-End-Reads).
Wichtige Merkmale:

Höhere Durchsatzoptionen und größere Flexibilität als beim Basismodell MiSeq i100 (z. B. 5M–100M Flow Cells).
Schnelle Ergebnisse: Laufzeiten oft nur wenige Stunden.
Room-Temperature-Reagenzien: Verbrauchsmaterialien können bei Raumtemperatur gelagert und genutzt werden – keine Auftauzeiten nötig.
Einfache Bedienung: Intuitive Benutzeroberfläche und integrierte Datenanalyse mit DRAGEN-Pipelines minimieren Bedarf an Bioinformatik-Know-how.

Typische Anwendungen umfassen Targeted Sequencing, kleine Genomsequenzierung, Metagenomik, 16S-Analysen und andere Forschungsprojekte, die von schneller, hochqualitativer Sequenzierung profitieren.

ONT MinION und P2 Solo

Oxford Nanopore MinION
Ein tragbarer, USB-angeschlossener Nanopore-Sequenzierer, der DNA und RNA in Echtzeit sequenziert. Er ist sehr kompakt und eignet sich für schnelle, kostengünstige Lang-Read-Sequenzierung im Forschungslabor sowie im Feld-Einsatz. Der MinION ver-wendet MinION-Flow-Cells, die viele einzelne Nanoporen enthalten, durch die Moleküle hindurchgeführt werden, um Sequenz-daten zu erzeugen. Die Plattform ist flexibel und kompatibel mit ONT-Software wie MinKNOW für Steuerung und Base-Calling.

PromethION P2 Solo
Der PromethION 2 Solo ist ein kompakter Nanopore-Sequenzierer für höhere Durchsatzanforderungen als der MinION. Er bietet Platz für bis zu zwei PromethION-Flow-Cells gleichzeitig, die deutlich mehr Daten pro Lauf erzeugen können (theoretisch bis zu ~290 Gb pro Flow-Cell bei ~72 h Laufzeit). Der P2 Solo wird an einen externen Rechner angeschlossen, der dann die Echtzeit-Sequenzierung und das Base-Calling übernimmt. Dadurch eignet sich das Gerät für anspruchsvollere Projekte wie große Genome, Transkriptomsequenzierung oder mehrere parallele Runs.

Cytena f.sight

Beim Cytena f.sight handelt es sich um einen mikrofluidischen Einzelzellenspender mit Fluoreszenzsortierung. Das System arbeitet unter Niedrigdruck und minimiert so den Zellstress, wobei Kreuzkontaminationen durch Einwegkartuschen, die nicht gereinigt werden müssen, minimiert werden. Präzise und reproduzierbare Zelldeposition in PCR-Platten ermöglicht Downstream-Miniaturisierung mit Lysepuffervolumen von weniger als 1 μL. Die spezilisierte Beschichtung der Kartuschen ermöglicht ein breites Spektrum an Proben sowie geringe Variation von Kartusche zu Kartusche.

Somit besteht mit dem Cytena f.sight die Möglichkeit, einzelne Zellen automatisiert nach Größe, Form und, wenn gewünscht, Fluoreszenz gezielt und schonend zu vereinzeln. Der f.sight hat damit ein breites Anwendungsspektrum von single cell RNA-seq über single cell ATAC-seq bis hin zum Screening von Crispr-Cas9 Klonen.

Pipettierroboter STARlet

Für standardisierte Probenaufarbeitung und -prozessierung verfügt der Arbeitskreis über einen Pipettierroboter der Fa Hamilton. Es handelt sich um ein hochflexibles Pipettiersystem mit 8 getrennt steuerbaren Kanälen und Compressed O-Ring Expansion Technologie. Dies ermöglicht hochpräzises Pipettieren bis 0,5 µl und konsistente Resultate.

Der Pipettierroboter wird eingesetzt für die Erstellung von Libraries, Aufreinigung von Amplikons mittels Magnetischen Beads, Verdünnen und Poolen komplexer Probenmischungen, Vorbereitung von Amplikons/Libraries zur fluorometrische Messung.

HPLC-System WAVE3500

Der Arbeitskreis hat Erfahrung in HPLC-basierter Validierung einzelner Methylierungsstellen mittels Primer-Extension und gesamtgenomischer, relativer Quantifizierung von 5-Methylcytosin. Dazu wird das Ionenpaarungs-Reversphasen-HPLC-System WAVE3500 von Transgenomic verwendet.

Methylierung an CpG-Positionen oder Mutationen können so in Single- oder Multiplex-Anwendungen in vielen Proben in kurzer Zeit zu sehr geringen Kosten analysiert werden. So wurde die Methode vom Arbeitskreis beispielsweise zur sensitiven Bestimmung von SARS-CoV2-Varianten verwendet und im Open Forum Infectious Diseases publiziert.