Secuenciación Nanopore explicada sin complicaciones: ¿qué es y qué puedes lograr en tu laboratorio?

El principio de funcionamiento: La medición de la corriente eléctrica

A diferencia de las plataformas que dependen de reacciones de síntesis enzimática y la detección de fluorescencia, la secuenciación por nanoporos utiliza un mecanismo físico y bioeléctrico directo.

¿Cómo se genera la lectura en tiempo real?

1. La celda de flujo y el canal nanométrico: El núcleo del equipo utiliza celdas de flujo (flow cells) que contienen nanoporos proteicos anclados en una membrana sintética eléctricamente resistente.

2. El campo eléctrico continuo: Cada nanoporo está acoplado a un electrodo individual vinculado a un chip sensor que mide la corriente iónica que fluye por el poro.

3. La señal eléctrica característica: Cuando una hebra única de ADN o RNA atraviesa el nanoporo, genera una interrupción parcial y específica en el flujo de la corriente eléctrica. Debido a que cada nucleótido (A, T, C, G) posee propiedades moleculares únicas, producen una diferencia de voltaje característica en la señal eléctrica.

4. Traducción mediante Basecalling: Un algoritmo informático procesa en tiempo real este patrón de interrupciones de corriente y lo traduce de forma inmediata en la secuencia de letras correspondiente.

Ventajas de la tecnología

La capacidad de analizar secuencias a medida que transita por el canal del nanoporo aporta ventajas técnicas directas en la planificación experimental:

• Análisis y generación de datos en tiempo real: Los datos se procesan mientras el experimento está en marcha. Esto permite obtener información crítica de forma temprana (útil en vigilancia epidemiológica) o ajustar y detener la corrida cuando se alcanza la cobertura deseada.
• Secuenciación directa de moléculas nativas: Permite analizar ADN o RNA nativo sin necesidad de amplificación por PCR ni modificaciones químicas que alteran las secuencias, conservando las modificaciones epigenéticas como la metilación de forma nativa.
• Lecturas de longitud flexible (de cortas a ultra-largas): Al no estar limitada por ciclos de síntesis, la tecnología puede leer fragmentos intactos de miles o millones de bases. Esto facilita el cierre de brechas en ensamblajes de novo y la identificación de variantes estructurales complejas.
• Escalabilidad de hardware: Los formatos se adaptan desde dispositivos portátiles para trabajo en campo, hasta secuenciadores de alto rendimiento para proyectos a gran escala.

Un cambio de paradigma en la investigación genómica

Comprender la tecnología de Oxford Nanopore es reconocer que el análisis de ácidos nucleicos ya no depende del fraccionamiento arbitrario de la muestra ni a extensos tiempos de espera para la obtención de resultados. La combinación de lectura continua, procesamiento en tiempo real y portabilidad abre nuevas posibilidades analíticas tanto en investigación básica, aplicada y de diagnóstico.

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Referencias

1. Oxford Nanopore Technologies. How nanopore sequencing works. https://nanoporetech.

   com/platform/technology.

2. Kris A. Wetterstrand MS. Genome.

   gov. Nanopore DNA sequencing. https://www.

   genome. gov/genetics-glossary/Nanopore-DNA-Sequencing.

3. Yourgenome. org. What is Oxford Nanopore Technology (ONT) sequencing?

   https://www. yourgenome. org/theme/what-is-oxford-nanopore-technology-ont-s equencing/.