Националният университетски комплекс за биомедицински и приложни изследвания (НУКБПИ) е стратегическа мрежа от инфраструктури за фундаментални и приложни биомедицински изследвания и включва партньори от два от най-големите медицински университети в България, Медицински университет - София и Медицински университет - Пловдив, както и редица болнични заведения и изследователски центрове. В основата на Университетския комплекс стои обединение на най-големите биобанки за съхранение на биологичен материал и клинични данни в страната.
НУКБПИ свързва съществуващите ресурси, постигайки критична маса от експертиза и технологични възможности, създава условия за развитие на изследванията в областта на молекулната медицина, генетиката и епидемиологията в България в пост-геномната ера. Целта на създаването и развитието на Университетския комплекс е ускоряване на прехода между фундаменталните изследвания и клиничната практика, с цел подобряване на профилактиката, диагностиката и лечението на най-значимите за обществото заболявания.
На база на извършената международна експертна оценка НУКБПИ е оценен като един от 4 инфраструктурни комплекси, които са национално значими инфраструктури и имат потенциал да участват в паневропейски научни инфраструктури.
Център по молекулна медицина
Секторът Геномика на ЦММ осигурява съвременна ефективна платформа за провеждане на генетични и геномни научни изследвания. Бързото развитие на технологиите наложи неговото надграждане с лаборатория за Секвениране от ново поколение (Next Generation Sequencing).
Оборудване:
- ABI 3130xl Генетичен анализатор (16-капилярен) (Thermo Fisher Scientific) ABI 3500Xl Генетичен анализатор (24-капилярен) (Thermo Fisher Scientific)
- PCR апарати
- 7900 HT Fast Real-Time PCR система (за 384-ямкови плаки) с SDS Enterprise Database, RQ Manager и SNP Manager софтуер Applied Biosystems),
- EcoTM Real-time PCR Система (Illumina)
- Rotor-Gene Q (Qiagen) за SNP генотипиране, генна експресия и High Resolution Melting (HRM) анализ.
- QuantStudio 3D Digital PCR система за високочувствителна и специфична амплификация на ДНК в микрообеми за количествено определяне на нуклеинови киселини без необходимост от стандарти и с използване на чипове без необходимост от емулсионен PCR и с възможности за: Количествено определяне на редки мутации; Анализ на варианти на брой копия (CNV); Откриване на патогени и определяне на товара; Абсолютно количествено определяне на точния брой копия от таргетни нуклеинови киселини; Количествено определяне на библиотеки за следващо поколение секвениране; Характеризиране на промени от малък порядък (до 5%) в експресията на иРНК и микроРНК.
Новата Лабораторията за „Секвениране от ново поколение (Next Generation Sequencing)” е оборудвана с платформи за секвениране от ново поколение на Thermo Fisher Scientific и Illumina.
Ion Torrent PGM™ (Thermo Fisher Scientific) Платформата с широко практическо приложение Ion Torrent PGM™ е базирана на полупроводникова технология, при която се детектират протоните (H+), освободени от ДНК полимеразата при добавяне на нуклеотиди по време на синтеза на ДНК, без използване на оптични модули. Технологията се базира на масиран паралелен синтез на ДНК фрагменти (от минимум 100 000 - до поне 8 000 000) чрез използване на небелязани нуклеотиди.
Капацитетът на системата осигурява минимален добив ≥ 10 Mb с възможност за достигане на поне 1 Gb и контрол на капацитета за генериране на секвенционни данни чрез използване на специфични по производителност сензори (чипове). При използване на Ion Torrent PGM™ е възможно точно прочитане на минимум 8-мерни хомополимерни нуклеотиди. Скоростта на секвенатора, изразена във време за обичайна секвенционна реакция, е < 2.0 часа, а неговата точност - поне 99.5% на първичните данни и 99.99% консенсусна точност.
Приложенията на Ion Torrent PGM™:
- ДНК секвениране – таргетно секвениране,
- de novo секвениране,
- анализ на полиморфни варианти (SNP),
- Chip секвениране,
- анализ на промоторно хиперметилиране,
- секвениране на митохондриални геноми;
- РНК секвениране – анализ на генна експресия,
- секвениране на малки РНК-и (small-RNA),
- пълен транскриптомен (Whole –transcriptome) анализ.
Ion GeneStudio TM S5 Prime System (Thermo Fisher Scientific) Системата Ion GeneStudio S5 използва полупроводниково секвениране на чипове, за да се даде възможност за гъвкавост при анализа - от генни панели до екзоми, от генна експресия към транскриптоми или микробни геноми до микробиоми. Технология базирана на масиран паралелен синтез на ДНК фрагменти (от 2 милиона - до 130 милиона) чрез използване на небелязани нуклеотиди. Детекция на ДНК синтеза чрез отчитане отделянето на протони посредством полупроводникова технология без използване на оптични модули. Позволява контрол на капацитета за генериране на секвенционни данни в обхват от 0.3 Gb до 25 Gb чрез използване на специфични по производителност сензори. Работи с реактиви и консумативи, маркирани с радиочестотен идентификатор за автоматично разпознаване от апарата и време за получаване на резултат – 6.5 часа. Позволява провеждане на пълно екзомно секвениране на до 4 екзома едновременно.
Приложения на Ion GeneStudio S5 Prime System:
- ДНК секвениране – таргетно секвениране,
- de novo секвениране,
- Chip секвениране,
- анализ на ДНК метилиране,
- 16s секвениране,
- РНК секвениране – анализ на генна експресия,
- секвениране на малки РНК-и (small-RNA),
- пълен транскриптомен (Whole –transcriptome) анализ
- секвенционен анализ с минимално количество материал - 1 нанограм ДНК или РНК от FFPE проби.
Ion Chef™ Instrument (Thermo Fisher Scientific) е автоматизирана система за подготовка на проби за NGS секвениране, съвместима за работа с наличната в лабораторията Ion PGM система.
MiSeq (Illumina) е персонализирана система на Illumina, базирана на принципа секвениране чрез синтез, предназначена за малки лаборатории и за целите на клиничната диагностика.
Приложения:
- Таргетно секвениране
- секвениране на „Long-range” PCR;
- секвениране на молекулярни инверсионни проби;
- de novo секвениране;
- ChIP-Seq анализ
- анализ на ДНК метилиране,
- 16S секвениране
- РНК секвениране
- Таг-базирана генна експресия
- секвениране на малки РНК
- профайлинг на рибозоми
- картиране на ДНА-за 1 хиперчувствителност
- CNV-Seq: измерване на броя копийни вариациите чрез секвениране
NovaSeq 6000 (Illumina) е новогенерационната технология на секвениране чрез синтез с възможност за едновременно секвениране от 1 до 384 проби; или секвениране на 48 човешки генома едновременно в едно пускане на апарата. Системата има производителност от 160 Gb до не по-малко от 6000 Gb с 20 билиона прочети за по-малко от 2 дни.
Приложения:
- цялостно геномно секвениране
- цялостно екзомно секвениране
- таргетно ре-секвениране
- de novo секвениране
- секвениране на бисулфитно-обработена ДНК (methyl-seq)
- РНК секвениране
-ChIP-Seq анализ
Системата е оборудвана и работи със сървърна биоинформатична платформа за ултра-бърз вторичен анализ на данни от следващо поколение секвениране (NGS) Illumina DRAGEN Bio-IT платформа, която използва алгоритми за геномни анализи, включително BCL конверсия, картиране и подравняване, сортиране и определяне на хаплотипни варианти; анализира новогенерационни секвенционни (NGS) данни от цели геноми, екзоми и РНК секвениране; има възможност за обработка на секвенционни данни от цял човешки геном при 30× покритие за около 25 минути и от цял човешки екзом при 100× покритие за около 8 минути
Софтуери за анализ на данни от NGS: NextGene Software, NG Browser/ viewer (Soft Genetics LCC), VarSeq (Golden Helix), DRAGEN server (Illumina)