Результаты апробации полногеномного секвенатора «Нанофор СПС»

Основные моменты Более 95 % нуклеотидных оснований, полученных на платформе «Нанофор СПС», имеют показатель качества Phred (Q)>30, что соответствует точности определения основания >99,9 %. Успешно выполнена de novo сборка полного генома вируса, реконструированного в виде единого контига длиной 160–711 п.н. со средним покрытием 300×. Установлена значимо более низкая стоимость одного цикла секвенирования и операционных затрат по сравнению с платформой MiSeq. Актуальность. Обусловлена необходимостью развития отечественных, экономически эффективных платформ для секвенирования геномов в опасных патогенов, позволяющих обеспечить оперативный геномный мониторинг биологических угроз силами войск радиационной, химической и биологической (РХБ) защиты. Цель работы – провести комплексную оценку эксплуатационных характеристик отечественной системы полногеномного секвенирования «Нанофор СПС» (ООО «НПФ Синтол», Россия) в сравнении с зарубежным аналогом MiSeq (Illumina, США). Материалы и методы. Для выявления достигнутого уровня данной технологии использовалась научная литература, доступная через открытые отечественные и англоязычные ресурсы сети Интернет. В качестве тестового объекта использовали ДНК-содержащий вирус с протяженным геномом – вирус вакцины (Vaccinia virus), штамм Б-51. Комплексная оценка включала выделение ДНК, подготовку библиотек, полногеномное секвенирование на обеих платформах и последующий сравнительный биоинформатический анализ. Результаты. Экспериментальная апробация показала, что «Нанофор СПС» отличается высокой производительностью и надежностью, обеспечивая сопоставимые с зарубежными секвенаторами (Illumina, США) результаты. Вывод. Отечественная платформа «Нанофор СПС» подтвердила статус производительной, надежной и экономически эффективной системы, обеспечивающей качество данных и аналитические возможности, сопоставимые с зарубежными аналогами, и рекомендована для внедрения в лабораторную практику войск РХБ защиты. Практическая значимость работы. Определяется следующими аспектами. Система предоставляет заказчику (войскам РХБ защиты) комплексные работы и верифицированные данные для обоснованного выбора и закупки отечественной платформы секвенирования, снижая технологическую зависимость от Запада. Сформирован готовый протокол и референсные показатели для использования системы «Нанофор СПС» в специфических задачах войск РХБ защиты.

1. Петров АА, Казанцев АВ, Ковальчук ЕА, Павлюков МЮ, Сапкулов АВ, Кутаев ДА, Борисевич СВ. Современные аппаратные и программные решения для полногеномного секвенирования, перспективы их внедрения в практику войск радиационной, химической и биологической защиты Вооруженных Сил Российской Федерации. Вестник войск РХБ защиты. 2024;8(2):164–175. EDN: obanjc. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2024-8-2-164-175

2. Goodwin S, McPherson JD, McCombie WR. Coming of age: Ten years of next-generation sequencing technologies. Nature Reviews Genetics. 2016;17(6):333–351. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.49

3. Алексеев ЯИ, Петров АИ, Чубинский-Надеждин ИВ, Резник ВС, Никаноров ВВ, Пушкин АА и др. Первый отечественный прибор для массового параллельного секвенирования ДНК Нанофор СПС. Biomics. 2025;17(2):121-32. https://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2025-9

4. Манойлов ВВ, Бородинов АГ, Сараев АС, Петров АИ, Заруцкий ИВ, Курочкин ВЕ. Алгоритмы обработки изображений в секвенаторе ДНК «Нанофор СПС». Журнал технической физики. 2022;92(7):985–992. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.07.52655.318-21

5. Mardis ER. Next-generation DNA sequencing methods. Annual Review of Genomics and Human Genetics. 2008;9:387–402. https://doi.org/10.1146/annurev.genom.9.081307.164359

6. Ravi RK, Walton K, Khosroheidari M. MiSeq: A Next Generation Sequencing Platform for Genomic Analysis. Methods Mol Biol. 2018;1706:223–32. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7471-9_12

7. Gregory SG. Contig Assembly. Encyclopedia of Life Sciences. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd; 2005. https://doi.org/10.1038/npg.els.0005365

8. Bankevich A, Nurk S, Antipov D, Gurevich AA, Dvorkin M, Kulikov AS, et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. J Comput Biol. 2012;19(5):455–77. https://doi.org/10.1089/cmb.2012.0021

9. Katoh K, Standley DM. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Mol Biol Evol. 2013;30(4):772–80. https://doi.org/10.1093/molbev/mst010

10. Манойлов ВВ, Бородинов АГ, Заруцкий ИВ, Петров АИ, Сараев АС, Курочкин ВЕ. Алгоритмы первичного анализа локальных объектов флуоресценции в секвенаторе ДНК «Нанофор СПС». Информатика и автоматизация. 2024; 23(4):989–1021. https://doi.org/10.15622/ia.23.4.3

11. Jain M, Koren S, Miga KH, Quick J, Rand AC, Sasani TA, et al. Nanopore sequencing and assembly of a human genome with ultra-long reads. Nature Biotechnology. 2018;36(4):338–345. https://doi.org/10.1038/nbt.4060