Dienstleistungen

Professionelle und kostensparende Lösungen

Vorlagen-DNA-Sequenzierung für zufällige Mutagenese und DNA-Shuffling

Genau und umfassend Vorlage DNA-Sequenzierung bildet das Fundament erfolgreicher Enzym-Engineering-Projekte, die sich mit zufällige Mutagenese und DNA-Shuffling. Bei Kreative EnzymeWir bieten hochpräzise DNA-Sequenzierungsdienste an, die speziell entwickelt wurden, um die Integrität der Vorlage vor jeglichen Mutagenese- oder Rekombinationsexperimenten zu überprüfen und zu validieren.

Unsere Sequenzierungs-Workflows kombinieren Sanger-Sequenzierung für kürzere Konstrukte mit Next-Generation-Sequenzierung (NGS) für große oder komplexe Vorlagen, um vollständige Abdeckung und zuverlässige Mutationsdetektion zu gewährleisten. Durch detaillierte Qualitätsanalysen, Kontaminationsscreening und Fehlerkorrektur helfen wir unseren Kunden, verifizierte Vorlagen zu erstellen, die als robuste Ausgangsmaterialien für zufällige Diversifizierung dienen.

Durch die Bereitstellung vollständiger Sequenzbestätigung und Ausrichtungsberichte minimiert Creative Enzymes experimentelle Unsicherheiten und gewährleistet die Integrität der DNA-Vorlagen, die jeder erfolgreichen Enzym-Engineering-Kampagne zugrunde liegen.

Hintergrund: Beginn von Protein-Engineering-Projekten mit DNA-Vorlagen

Zufällige Mutagenese und DNA-Shuffling auf das Prinzip der genetischen Vielfalt verlassen: Durch die Einführung zufälliger Veränderungen oder das Rekombinieren von Fragmenten verwandter Gene können Wissenschaftler riesige evolutionäre Landschaften erkunden, um verbesserte Enzymvarianten zu entdecken. Dieser Prozess ist jedoch nur so zuverlässig wie die startende DNA-Vorlage.

Eine unverifizierte oder fehleranfällige Vorlage kann Artefakte einführen, irreführende Ergebnisse liefern oder sogar ganze Bibliotheken von Mutanten ungültig machen. Geringfügige Sequenzierungsfehler, Leserasterverschiebungen oder falsche Plasmidannotationen können zu vorzeitigen Trunkierungen, veränderten Leserahmen oder unerwünschten Mutationen führen, die sowohl die Enzymaktivität als auch die Interpretierbarkeit beeinträchtigen.

Um solche Probleme zu vermeiden, Vorlage DNA-Sequenzierung ist ein wesentlicher Schritt in der upstream-Prozesskette. Er bestätigt, dass die für die Mutagenese oder Rekombination verwendete DNA-Sequenz genau mit dem beabsichtigten Design übereinstimmt und frei von unerwünschten Mutationen oder Kontaminationen ist.

Bei Creative Enzymes gewährleistet unser Template-DNA-Sequenzierungsdienst für zufällige Mutagenese und DNA-Shuffling, dass Ihre Template-DNA mit wissenschaftlicher Strenge und dokumentierter Klarheit verifiziert wird. Diese grundlegende Gewährleistung eliminiert das Risiko, versteckte Sequenzfehler durch nachgelagerte Bibliothekskonstruktion, Expression und Screening-Prozesse zu propagieren.

Principle and workflow of DNA shufflingAbbildung 1. Der erste Schritt beim DNA-Shuffling besteht darin, die elterlichen Sequenzen mithilfe des Enzyms DNase I zufällig zu fragmentieren. (Moore, 2002)

Was wir anbieten: Template-DNA-Sequenzierung

Unsere DNA-Sequenzierungsdienste mit Vorlagen sind darauf ausgelegt, volles Vertrauen in Ihre Ausgangsmaterialien für zufällige Mutagenese oder DNA-Shuffling zu bieten. Egal, ob Sie mit von Kunden bereitgestellten Plasmiden, PCR-Produkten oder synthetischen Konstrukten arbeiten, Creative Enzymes gewährleistet Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Rückverfolgbarkeit in jeder Phase.

Umfassende Vorlagenüberprüfung

Wir führen eine vollständige Gen-Sequenzierung durch, um zu bestätigen, dass Ihre DNA-Vorlage genau mit dem erwarteten Design übereinstimmt. Dies umfasst vollständige kodierende Regionen, regulatorische Elemente und Vektor-Rückgrate, falls erforderlich. Wir überprüfen nicht nur das Vorhandensein Ihres interessierenden Gens, sondern auch die Integrität des Leserahmens, des Promotors und des Terminators.

Flexible Sequenzierungsplattformen

Je nach Genlänge und Projektkomplexität nutzen wir sowohl Sanger-Sequenzierung als auch Next-Generation-Sequencing (NGS)-Plattformen. Die Sanger-Sequenzierung bietet hochgenaue Reads für Gene unter 3 kb, während NGS eine vollständige Validierung von langen oder komplexen Konstrukten und Plasmiden mit Basisgenauigkeit ermöglicht.

Bioinformatikanalyse und -berichterstattung

Alle Sequenzierungsdaten unterliegen automatisierten und manuellen Analysen. Wir stellen Alignierungsberichte zur Verfügung, die die erhaltene Sequenz mit Ihrem Referenzdesign vergleichen und etwaige Abweichungen, Einsprengungen oder Löschungen hervorheben. Detaillierte Chromatogramme, Abdeckungsdiagramme und Mutationsannotationen sind enthalten, um vollständige Transparenz zu gewährleisten.

Vorlagenkorrektur und Validierungsunterstützung

Im Falle von festgestellten Abweichungen bieten wir eine Sequenzkorrektur durch gezielte Reparatur oder von neuem Gensynthese. Korrigierte Vorlagen werden dann erneut überprüft, bevor sie weiterverwendet werden, um sicherzustellen, dass Ihr Projekt mit der genauesten möglichen DNA-Sequenz fortschreitet.

Qualitätskontrolle und Kontaminationsprüfung

Wir führen Reinheitsbewertungen, Kontaminationsscreenings und Validierungen der Sequenzintegrität durch, um sicherzustellen, dass Ihre Vorlage frei von unerwünschten Plasmidvarianten oder Hintergrund-DNA ist, die die Zufalls-Mutagenese oder die Effizienz des Shufflings beeinträchtigen könnten.

Service-Workflow

Workflow of template DNA sequencing service for random mutagenesis and DNA shuffling

Dienstleistungen Eigenschaften

Sequenzierungstechnologien und -plattformen

  • Sanger-Sequenzierung: Ideal für kleine bis mittelgroße Konstrukte (<3 kb) mit hoher Lesegenauigkeit (≥99,99%). Mehrere Primer werden für eine vollständige Abdeckung und bidirektionale Verifizierung verwendet.
  • Next-Generation Sequencing (NGS): Geeignet für große Gene, Plasmide oder komplexe Bibliotheken. Bietet ultra-tiefe Abdeckung für Variantenentdeckung und Kontaminationsscreening.
  • Hybride Ansätze: Für anspruchsvolle Konstrukte gewährleisten kombinierte Sanger- und NGS-Workflows eine hohe Genauigkeit in kritischen Regionen.

Bioinformatik und Dateninterpretation

Das interne Bioinformatik-Team von Creative Enzymes analysiert alle Sequenzierungsdaten mit validierten Pipelines. Wir liefern:

  • Vollständige Sequenzalignierungen gegen Kundenreferenzdateien.
  • Farbkodierte Fehlanpassungs- und Mutationskarten.
  • Zusammenfassungen der Abdeckung und der Qualitätsbewertung.
  • Optionale Analyse der Codon-Nutzung und des GC-Gehalts auf Anfrage.

Qualitätskontrollmaßnahmen

Jedes Projekt durchläuft strenge QC-Schritte, einschließlich:

  • Probenreinheitsvalidierung (A260/A280 und A260/A230).
  • Überprüfung der DNA-Konzentration und -Integrität.
  • Interne Kontrollsequenzierung zur Genauigkeit der Plattform.
  • Überprüfung der Grenzen von Vektor und Insert.

Optionale Dienstleistungen

  • Primer-Design: Individuelle Sequenzierungsprimer-Design für komplexe oder GC-reiche Regionen.
  • Vorlagenreparatur: Korrektur von erkannten Fehlern durch interne Mutagenese oder Neusynthese.
  • Re-Überprüfung: Bestätigende Sequenzierung nach der Modifikation der Vorlage.
  • Sequenzarchivierung: Sichere Langzeitlagerung von verifiziertem Vorlagendaten für zukünftige Verwendung.

Anfrage

Warum Sie sich für unsere Dienstleistungen entscheiden sollten

Unübertroffene Genauigkeit und Abdeckung

Unsere hybriden Sanger- und NGS-Plattformen garantieren eine vollständige und präzise Sequenzverifizierung für jedes Konstrukt.

Integration mit Mutagenese- und Shuffling-Workflows

Nahtloser Übergang zu downstream Random-Mutagenese- oder Rekombinationsdiensten ohne Kompatibilitätsprobleme.

Strenge Qualitätskontrolle

Die Mehrschrittverifizierung stellt sicher, dass nur fehlerfreie Vorlagen zur experimentellen Diversifizierung weitergeleitet werden.

Experten-Dateninterpretation

Erfahrene Bioinformatiker liefern klare, detaillierte Analysen, die helfen, selbst subtile Sequenzanomalien zu identifizieren.

Schnelle Bearbeitungszeit

Optimierte Sequenzierungs- und Analysepipelines gewährleisten eine zeitnahe Lieferung, ohne die Datenqualität zu beeinträchtigen.

Vertraulichkeit und Datensicherheit

Alle Sequenzdaten und Projektdateien sind durch strenge Vertraulichkeitsvereinbarungen geschützt, wobei die Kunden die vollständigen geistigen Eigentumsrechte behalten.

Fallstudien und Erfolgsgeschichten

Fall 1: Vollständige Sequenzierungsvalidierung für eine zufällige Mutagenesekampagne

Kundenbedarf:

Ein Biotechnologieunternehmen, das sich auf eine großangelegte Zufalls-Mutagenesekampagne eines Lipaseenzyms vorbereitet, benötigte eine vollständige Überprüfung seines Expressionsplasmids. Das Plasmid hatte mehrere Runden von Klonierung und Subklonierung durchlaufen, und Inkonsistenzen in früheren Sequenzierungsergebnissen weckten Bedenken hinsichtlich möglicher Verschiebungen des Leserahmens.

Unser Ansatz:

Wir führten umfassende bidirektionale Sanger-Sequenzierung mit einer Reihe von maßgeschneiderten Primern durch, die darauf ausgelegt waren, das gesamte 2,7 kb große Insert und die Vektorübergänge abzudecken. Eine detaillierte Alignierungsanalyse ergab eine Einzelbaseneinfügung an Position 1348, die eine Leserastermutation verursachte und möglicherweise die Proteinfunktion beeinträchtigt.

Ergebnis:

Der Kunde entschied sich für die Sequenzkorrektur über unseren hauseigenen, zielgerichteten Reparaturdienst. Das korrigierte Plasmid wurde erneut sequenziert, als 100 % genau verifiziert und anschließend verwendet, um eine zufällige Mutantenbibliothek zu erstellen. Der verifizierte Konstrukt sparte Wochen an Fehlersuche und verhinderte die Verbreitung fehlerhafter Varianten in nachgelagerten Screenings.

Fall 2: Next-Generation-Sequencing zur Verifizierung des DNA-Shuffling-Template-Pools

Kundenbedarf:

Ein akademisches Forschungskonsortium hatte sich zum Ziel gesetzt, DNA-Shuffling über drei Enzymhomologe aus verschiedenen Arten durchzuführen. Vor dem Beginn der Rekombination war eine gründliche Überprüfung jedes Eltern-Templates erforderlich, um saubere Sequenzen sicherzustellen und etwaige Hintergrundmutationen zu eliminieren, die die Ergebnisse des Shufflings verfälschen könnten.

Unser Ansatz:

Wir verwendeten NGS-basierte Plasmidsequenzierung, um alle drei Elterngene parallel zu analysieren. Jede Sequenz wurde an ihr jeweiliges Referenzgen ausgerichtet, und die Variantenbestimmung identifizierte geringfügige Mutationen (<0,2% Häufigkeit) in einer Vorlageprobe. Diese Mutationen wurden gefiltert und durch die Neusynthese von Genen korrigiert.

Ergebnis:

Die NGS-Validierung bestätigte, dass alle Vorlagen frei von Sequenzambiguität und bereit für die Rekombination waren. Das anschließende DNA-Shuffling-Experiment wurde mit Zuversicht durchgeführt, was zur erfolgreichen Erzeugung hybrider Enzyme mit verbesserter katalytischer Effizienz und Stabilität führte.

Fall 3: Hybrides Sequencing zur Validierung von Multi-Domain-Enzymen

Kundenbedarf:

Ein Pharmaunternehmen, das ein multidomaines Oxidoreduktase-Enzym für die zufällige Mutagenese entwickelt, benötigte eine genaue Sequenzverifizierung. Aufgrund der Anwesenheit von repetitiven Regionen und einem hohen GC-Gehalt hatten frühere Sequenzierungsversuche unvollständige Abdeckungen ergeben.

Unser Ansatz:

Wir haben eine hybride Sequenzierungsstrategie implementiert, die Sanger-Sequenzierung für repetitive Regionen und NGS für eine vollständige Plasmidabdeckung kombiniert. Die Daten wurden über unsere bioinformatische Pipeline integriert, um eine hochzuverlässige Konsenssequenz zu erzeugen.

Ergebnis:

Die hybride Sequenzierung klärte zuvor mehrdeutige Regionen auf und lieferte eine vollständige, verifizierte Sequenz mit 100 % Abdeckung. Diese validierte Vorlage wurde zur Grundlage für fehleranfällige PCR-Mutagenese, die es dem Kunden ermöglichte, Variantenbibliotheken mit Zuversicht zu erkunden.

Häufig gestellte Fragen

  • Q: Welche Arten von DNA-Vorlagen können Sie sequenzieren?

    A: Wir akzeptieren Plasmide, PCR-Amplikate und lineare oder zirkuläre DNA-Konstrukte. Für große oder komplexe Vorlagen wird NGS empfohlen.
  • Q: Welche Sequenzierungsplattform sollte ich wählen – Sanger oder NGS?

    A: Die Sanger-Sequenzierung ist ideal für kurze, gut charakterisierte Gene (<3 kb). Für größere Konstrukte oder Projekte, die eine extrem hohe Genauigkeit erfordern, bietet NGS eine vollständige Abdeckung und Variantenentdeckung.
  • F: Wie stellen Sie die Genauigkeit der Sequenzierung sicher?

    A: Wir führen mehrere überlappende Lesungen durch, fügen interne Kontrollen ein und validieren die Ergebnisse mit Referenzsequenzen. Alle Daten unterliegen einer doppelten manuellen und computergestützten Überprüfung.
  • Q: Können Sie Punktmutationen oder geringfügige Verunreinigungen in Plasmidpools nachweisen?

    A: Ja. NGS kann Varianten und Kontaminanten mit niedriger Häufigkeit bis zu 0,1 % Nachweisgrenze erkennen, was ideal ist, um elterliche Bibliotheken vor DNA-Shuffling zu überprüfen.
  • Was passiert, wenn die Sequenzierung einen Fehler in meiner Vorlage aufdeckt?

    A: Wir bieten Sequenzkorrektur durch standortspezifische Reparatur oder von neuem Synthese. Korrigierte Konstrukte werden neu sequenziert, um die Genauigkeit zu bestätigen.
  • F: Wie lange dauert die Sequenzierung und Analyse?

    A: Die typische Bearbeitungszeit beträgt 5–10 Werktage, abhängig von der Komplexität der Vorlage und der gewählten Sequenzierungsmethode.
  • Q: Wie werden die Ergebnisse übermittelt?

    A: Sie erhalten rohe Sequenzdaten, Chromatogramme, Alignierungsberichte, annotierte Karten und QC-Zusammenfassungen. Optionale physische Lieferungen umfassen verifiziertes Plasmid-DNA oder Glycerol-Stämme.
  • Q: Werden meine Sequenzdaten vertraulich behandelt?

    A: Ja. Alle Kundeninformationen, Sequenzen und Ergebnisse sind durch strenge Vertraulichkeitsvereinbarungen geschützt, und die Kunden behalten das vollständige geistige Eigentum.

Referenz:

  1. Moore GL. eCodonOpt: ein systematischer rechnergestützter Rahmen zur Optimierung der Codon-Nutzung in Experimenten zur gerichteten Evolution. Nukleinsäuren Forschung. 2002;30(11):2407-2416. doi:10.1093/nar/30.11.2407

Nur für Forschungs- und Industriezwecke. Nicht für den persönlichen Gebrauch bestimmt. Bestimmte Produkte in Lebensmittelqualität eignen sich für die Formulierungsentwicklung in Lebensmitteln und verwandten Anwendungen.

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