Automação do preparo de amostras de DNA para sequenciamento capilar

Abstract

O sequenciamento de DNA iniciou-se na década de 1970, com os métodos de degradação química e terminação de cadeia com didesoxirribonucleotídeos segundo, Frederick Sanger. As tecnologias de sequenciamento de DNA são ferramentas poderosas que enriquecem as ciências moleculares desde o passado e continuam a apresentar cada vez mais inovações com base no sequenciamento de última geração (do inglês, Next Generation Sequencing ou NGS). Atualmente, o método de Sanger ainda é utilizado, porém sem escalabilidade, bastante trabalhoso e demorado, comparado com as metodologias NGS que podem proporcionar o sequenciamento direto e paralelo de milhões e bilhões de moléculas de DNA, aumentando a escala e a resolução das análises. Ainda assim, o sequenciamento por eletroforese capilar (EC, do inglês, capillary electrophoresis ou CE) baseada em Sanger ainda representa metodologia de fundamental importância à comunidade científica e de atenção à saúde ao permitir o processamento de algumas poucas amostras de DNA resultando em leituras longas de alta fidelidade, acurácia e relativa rapidez. Com o intuito de proporcionar maior agilidade para o processo de sequenciamento por CE com o sequenciador AB-3500 (Applied Biosystems), um estudo para a (semi-)automação do preparo de amostras para o sequenciamento de DNA foi realizado. O estudo foi inicialmente feito com o equipamento Ion Chef da empresa Thermo Fisher que se encontra presente no Centro de Biotecnologia e, a seguir, com outros robôs de pipetagem, a fim de encontrar a melhor opção para agilizar o processo de pipetagens do protocolo para o sequenciador AB-3500.

DNA sequencing started in the 1970s with the methods of chemical degradation and chain termination with didesoxyribonucleotides according to Frederick Sanger. DNA sequencing technologies are powerful tools that have enriched the molecular sciences since the past and continue to present more and more innovations based on Next Generation Sequencing (NGS). Currently, the Sanger method is still used, but it is scaleless, labor-intensive, and time-consuming compared to NGS methodologies that can provide direct and parallel sequencing of millions and billions of DNA molecules, increasing the scale and resolution of analyses. Still, Sanger based capillary electrophoresis (CE) sequencing still represents a methodology of fundamental importance to the scientific and health care community by allowing the processing of a few DNA samples resulting in long reads of high fidelity, accuracy, and relative speed. Aiming to provide greater agility to the process of sequencing by EC with the sequencer AB-3500 (Applied Biosystems), a study for the (semi-) automation of sample preparation for DNA sequencing was performed. The study was initially done with the Ion Chef equipment from Thermo Fisher company that is present in the Biotechnology Center and, then, with other pipetting robots, in order to find the best option to streamline the process of protocol pipetting for the AB-3500 sequencer.