Pacific Biosciences of California, Inc. fungiert als führendes Unternehmen im Bereich der Lebenswissenschaften, das fortschrittliche Sequenzierungslösungen entwirft, entwickelt und herstellt, die es Wissenschaftlern und klinischen Forschern ermöglichen, ihr Verständnis des Genoms zu verbessern und letztendlich genetisch komplexe Probleme zu lösen.
Die Produkte und Technologien des Unternehmens, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, basieren auf zwei hoch differenzierten Kerntechnologien...
Pacific Biosciences of California, Inc. fungiert als führendes Unternehmen im Bereich der Lebenswissenschaften, das fortschrittliche Sequenzierungslösungen entwirft, entwickelt und herstellt, die es Wissenschaftlern und klinischen Forschern ermöglichen, ihr Verständnis des Genoms zu verbessern und letztendlich genetisch komplexe Probleme zu lösen.
Die Produkte und Technologien des Unternehmens, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, basieren auf zwei hoch differenzierten Kerntechnologien, die sich auf Genauigkeit, Qualität und Vollständigkeit konzentrieren. Dazu gehören die HiFi-Lang-Read-Sequenzierungstechnologie und die Sequenzierung durch Bindung (SBB)-Kurz-Read-Sequenzierungstechnologie. Die Produkte des Unternehmens adressieren Lösungen in einer Vielzahl von Anwendungen, darunter Humangenetik, Pflanzen- und Tierwissenschaften, Infektionskrankheiten und Mikrobiologie, Onkologie und andere aufstrebende Anwendungen. Die Lang-Read-Sequenzierung wurde vom Journal Nature Methods als Methode des Jahres 2022 für ihre Beiträge zum biologischen Verständnis und zukünftigen Potenzial anerkannt.
Der Fokus des Unternehmens liegt darauf, einige der weltweit fortschrittlichsten Sequenzierungssysteme zu schaffen, um seinen Kunden den vollständigsten und genauesten Blick auf Genome, Transkriptome und Epigenome zu bieten. Zu den Kunden des Unternehmens gehören akademische und staatliche Forschungseinrichtungen, kommerzielle Test- und Service-Labore, Genomzentren, Gesundheitslabore, Krankenhäuser und klinische Forschungsinstitute, Auftragsforschungsorganisationen (CROs), pharmazeutische Unternehmen und landwirtschaftliche Unternehmen.
Im Jahr 2023 brachte das Unternehmen zwei neue Sequenzierplattformen, Revio und Onso, auf den Markt.
Revio ist ein neues Lang-Read-Sequenziersystem, das die Verwendung der HiFi-Sequenzierung für große Studien in der Humangenetik, der Krebsforschung und der agrarwissenschaftlichen Genomik ermöglichen soll. Die kommerziellen Lieferungen für Revio begannen im ersten Quartal 2023, und bis zum 31. Dezember 2023 wurden 173 Systeme in mehr als zwanzig Länder verschickt. Das Unternehmen veröffentlichte die SMRT Link 13.0-Software auf dem Revio-System, die die adaptive Beladungsfunktion für eine konsistente Laufleistung, die Laufvorschau zur Verbesserung der Laboreffizienz und die erweiterte Anwendungsbetreuung mit Funktionen zur Sequenzierung kürzerer und längerer DNA-Fragmente umfasst.
Onso, ein Kurz-Read-DNA-Sequenziersystem, ist darauf ausgelegt, branchenführende Empfindlichkeit und Spezifität für neue Erkenntnisse in der Onkologie, der Krankheitsforschung und anderen Anwendungen zu liefern. Das Unternehmen begann im dritten Quartal 2023 mit der Auslieferung von Onso an Kunden.
Im August 2023 erwarb das Unternehmen Apton Biosystems, um die Entwicklung einer Hochdurchsatzplattform auf Basis der von Onso verwendeten SBB-Chemie zu beschleunigen. Durch den Erwerb von Apton erhielt das Unternehmen Expertise in moderner Optik und Bildverarbeitung sowie eine neuartige Clusterungsmethode und Chemie, die die Sequenzierung von Milliarden von DNA-Clustern auf einer Durchflusskammer ermöglichen soll.
Das Unternehmen entwickelt auch Produkte zur Vorbereitung von Molekülen für die Sequenzierung auf seinen Plattformen. Im vierten Quartal 2023 begann das Unternehmen mit kommerziellen Lieferungen einer neuen Kinnex-Produktlinie, die zur Verkettung kleiner Moleküle zu größeren Fragmenten verwendet wird, um die Ausgabe auf HiFi-Sequenziersystemen wie Revio zu optimieren. Die Kinnex-Produkte sind für verschiedene Anwendungen in der RNA- und Amplicon-Sequenzierung konzipiert. Bis zum 31. Dezember 2023 erhielt das Unternehmen Bestellungen von über 70 Kunden.
Forscher nutzen die Lösungen des Unternehmens in den Bereichen Humangenomik, Pflanzen- und Tierwissenschaften, Infektionskrankheiten und Mikrobiologie, Onkologie und anderen aufstrebenden Anwendungen.
Technologie, Produkte und Lösungen
Das Unternehmen hat die HiFi-Lang-Read-Sequenzierung auf der Single-Molecule Real-Time (SMRT)-Technologie entwickelt, die die Nukleotidsequenz und den epigenetischen Status einzelner DNA-Moleküle genau erkennt. Das Unternehmen erweitert auch seine genomischen Lösungen mit seiner Kurz-Read-SBB-Chemie, die eine sensitive Sequenzierung für Kurz-Read-Anwendungen bietet.
Die Verkäufe des Unternehmens umfassen Sequenzierinstrumente, Nanofluidik-Chips (SMRT-Zellen) und Reagenzien zur Vorbereitung von DNA und Durchführung der Sequenzierung basierend auf seiner SMRT-Technologie; Durchflusskammern und Reagenzien zur Vorbereitung von DNA und Durchführung der Sequenzierung basierend auf seiner SBB-Technologie, Reagenzien zur DNA-Extraktion basierend auf seiner Nanobind-Technologie; und die Dienstleistungen, die es für Kunden erbringt.
HiFi Lang-Read-Sequenzierung
Das HiFi-Lang-Read-Sequenzierprotokoll des Unternehmens basiert auf seinen SMRT-Sequenziersystemen, einschließlich Verbrauchsmaterialien und Software, und bietet maßgeschneiderte End-to-End-Workflows für verschiedene Sequenzieranwendungen. Hochgenaue, lange Sequenzierungen vereinfachen und beschleunigen die Datenanalysealgorithmen, was je nach Anwendung die Notwendigkeit von Fehlerkorrekturschritten und/oder Aspekten der Montage reduziert.
Kunden nutzen die HiFi-Lang-Read-Sequenzierplattformen des Unternehmens in einer Vielzahl von Sequenzieranwendungen, darunter Ganzgenomsequenzierung und de-novo-Genommontage, Langstreckenphasing, gezielte Sequenzierung, vollständige RNA- und Einzelzellsequenzierung, Charakterisierung von metagenomischen Gemeinschaften und anderen gemischten DNA-Proben, Sequenzierung von viralen Genomen und anderen. Die Technologie des Unternehmens ist auch in der Lage, epigenetische Marker gleichzeitig zu erkennen, indem sie die Kinetik der DNA-Polymerisation analysiert, die durch epigenetische Marker beeinflusst wird und dadurch nachweisbar ist, wie z.B. 5-Methylcytosin oder N6-Methyladenin.
Die proprietäre SMRT-Technologie des Unternehmens ermöglicht die Beobachtung der DNA-Synthese in Echtzeit, indem sie den natürlichen Prozess der DNA-Replikation nutzt, der in der Natur ein hoch effizienter und genauer Prozess ist, der durch DNA-Polymerasen bewirkt wird. DNA-Polymerasen heften sich an einen zu replizierenden DNA-Strang, untersuchen die einzelne Base an dem Punkt, an dem sie befestigt sind, und bestimmen dann, welcher der vier Bausteine oder Nukleotide (A, C, G oder T) benötigt wird, um diese einzelne Base zu ergänzen. Nachdem bestimmt wurde, welches Nukleotid benötigt wird, inkorporieren die Polymerasen dieses Nukleotid in den wachsenden Strang, der produziert wird.
Die SMRT-Sequenzierung basiert auf der Verfolgung der Aktivität der DNA-Polymerase auf einzelnen DNA-Molekülen in Echtzeit, die auf den SMRT-Zellen des Unternehmens durchgeführt werden, die innerhalb seiner HiFi-Lang-Read-Sequenziersysteme überwacht und analysiert werden: das Revio-System, das Sequel II-System, das Sequel IIe-System und das Sequel-System. Durchgeführt an SMRTbell-Vorlagen, die Haarnadeladapter an die Enden von doppelsträngigen DNA-Molekülen anhängen, die sequenziert werden sollen, ermöglicht die SMRT-Sequenzierung die aufeinanderfolgende Sequenzierung sowohl der Vorwärts- als auch der Rückwärtsstränge des einzelnen DNA-Moleküls, die mehrmals erfolgt, wodurch die gleiche Base des gleichen Moleküls mehrmals in einem Sequenzierlauf sequenziert werden kann. Die Basenaufrufe aus der seriellen Beobachtung des Moleküls können verarbeitet werden, um den endgültigen Basenaufruf in einem analytischen Verfahren namens zirkuläre Konsens-Sequenzierung zu generieren, was zu dem führt, was das Unternehmen als seine HiFi-Sequenzierungen definiert hat, die eine hohe Genauigkeit aufweisen und typischerweise als eine Genauigkeit von über 99% definiert sind, die jedoch oft eine Genauigkeit von über 99,9% überschreiten, gemäß einer von ihm in Zusammenarbeit mit anderen Forschern durchgeführten Forschung, die anschließend 2019 in Nature Biotechnology veröffentlicht wurde. HiFi-Sequenzierungen sind typischerweise 15-20 Kilobasen groß, abhängig von den Eingabefragmenten, und bieten ausreichende Leselänge mit ihrer Genauigkeit, um eine Vielzahl von Anwendungen in den Bereichen menschliche Gesundheit, Pflanzen- und Tierwelt sowie Mikrobiologie zu unterstützen, gemäß einer von dem Unternehmen in Zusammenarbeit mit anderen Forschern durchgeführten Forschung, die anschließend 2020 in Scientific Data veröffentlicht wurde.
HiFi Lang-Read-Sequenzierinstrumente: Revio-System + Sequel-Systeme
Die Instrumente des Unternehmens Revio, Sequel, Sequel II und Sequel IIe führen, überwachen und analysieren biochemische Einzelmolekülreaktionen in Echtzeit. Die Instrumente verwenden äußerst empfindliche Bildgebungssysteme, um die von fluoreszierenden Reagenzien emittierten Lichtimpulse zu sammeln, die die Beobachtung biologischer Prozesse ermöglichen. Computeralgorithmen werden verwendet, um die von der Optik erfassten Informationen zu übersetzen. Unter Verwendung der aufgezeichneten Informationen werden Lichtimpulse in einen A-, C-, G- oder T-Basenaufruf mit zugehörigen Qualitätsmetriken umgewandelt. Sobald die Sequenzierung gestartet ist, werden die Echtzeitdaten an die primäre Analysepipeline des Systems geliefert, die Basenidentität und Qualitätswerte ausgibt.
HiFi-Verbrauchsmaterialien
Kunden erwerben proprietäre Verbrauchsmaterialprodukte, um ihre PacBio-Systeme zu betreiben, einschließlich der SMRT-Zellen des Unternehmens und der Reagenzkits. Pro Sequenzierreaktion wird eine SMRT-Zelle verbraucht, und Wissenschaftler können die Anzahl der SMRT-Zellen pro Experiment wählen.
Das Unternehmen bietet mehrere Reagenzkits an, die jeweils für einen spezifischen Schritt im Kernsequenzierungsworkflow konzipiert sind. Ein Bibliothekvorbereitungskit wird verwendet, um DNA in SMRTbell-doppelsträngige DNA-Bibliotheksformate umzuwandeln und enthält typische molekularbiologische Reagenzien wie Ligase, Puffer und Exonukleasen. Die Bindungs-/Polymerase-Kits des Unternehmens enthalten seine modifizierte DNA-Polymerase und werden verwendet, um SMRTbell-Bibliotheken an die Polymerase zu binden, um sie für die Sequenzierung vorzubereiten. Die Kernsequenzierungskits des Unternehmens enthalten die für die Echtzeit-Sequenzierung auf dem Instrument erforderlichen Reagenzien, einschließlich phosphoverknüpfter Nukleotide.
Das Unternehmen hat eine neue Kinnex-Kitlinie mit der begleitenden SMRT Link-Software entwickelt und angeboten, um hochdurchsatzfähige, skalierbare, kostengünstige RNA-Anwendungen zu ermöglichen, einschließlich Bulk-RNA, Einzelzell-RNA und 16S-rRNA-Sequenzierung. Die Kinnex-Kits basieren auf der Multiplexed Array Sequencing (MAS-Seq)-Methode zur Verkettung kleiner Amplicons zu größeren Fragmenten, die auf den Lang-Read-Sequenzierern von PacBio sequenziert werden sollen, wodurch der molekulare Ertrag um bis zu 16-fach erhöht wird. Die Steigerung der Durchsatzleistung in diesen wichtigen RNA-Anwendungen, in denen der dynamische Bereich verschiedener RNA-Isoformen (Bulk- und Einzelzelle) oder mikrobieller Arten (16S) um Größenordnungen variieren kann, ermöglicht die Charakterisierung dieser komplexen RNA-Proben und reduziert drastisch den Sequenzierbedarf.
SBB Kurz-Read-Sequenzierung
Im Gegensatz zur SMRT-Sequenzierung liest SBB kurze Fragmente von DNA (Hunderte von Basen anstelle von Kilobasen) in massiv paralleler Weise. Die derzeit auf dem Markt verfügbaren Kurz-Read-Sequenzierungstechnologien der nächsten Generation weisen verschiedene Fehlerquoten in den Ergebnissen auf. Forscher setzen mehrere Taktiken ein, um diese Effekte zu mildern, einschließlich der Überprobung oder der Implementierung komplexer Bibliothekvorbereitungsmethoden, stehen jedoch immer noch vor Herausforderungen, einschließlich des Mangels an seltenen Varianten.
Der proprietäre SBB-Ansatz des Unternehmens wird es Forschern ermöglichen, die Lücke bei der Erkennung seltener Varianten zu schließen, insbesondere in komplexen heterogenen Proben. Durch den Einsatz einer Zweiphasen-Sequenzierchemie bindet der SBB-Ansatz ein farbstoffmarkiertes Nukleotid ohne Inkorporation in die DNA-Kette, entfernt dann diese Base, blockiert und verlängert mit einem terminierten Nukleotid. Durch die Verwendung von Nukleotiden mit einzelnen Modifikationen integriert das Unternehmen mehr native Basen, um potenzielle Narbenbildung aufgrund des Vorhandenseins von fluoreszierenden Linkern zu vermeiden. Die Genauigkeit des neuartigen Sequenzieransatzes des Unternehmens hat das Potenzial, die translationale Krebsforschung voranzutreiben, Anwendungen mit höherer Treue in Einzelzellen zu ermöglichen und klinische Sequenzierungen breit zu ermöglichen - auch in Regionen des Genoms, die anfällig für Sequenzierfehler bei anderen Kurz-Read-Sequenzierungstechnologien sind.
SBB Kurz-Read-Sequenzierinstrument: Onso-System
Das Onso-Instrument des Unternehmens führt, überwacht und analysiert SBB-biochemische Reaktionen. Das Instrument verwendet äußerst empfindliche Bildgebungssysteme, um das von fluoreszierenden Reagenzien emittierte Licht zu sammeln, das die Beobachtung biologischer Prozesse ermöglicht. Computeralgorithmen werden verwendet, um die von der Optik erfassten Informationen zu übersetzen. Unter Verwendung der aufgezeichneten Informationen werden Lichtimpulse in einen A-, C-, G- oder T-Basenaufruf mit zugehörigen Qualitätsmetriken umgewandelt. Sobald die Sequenzierung gestartet ist, werden die Bilddaten an die primäre Analysepipeline des Systems geliefert, die Basenidentität und Qualitätswerte ausgibt.
SBB-Verbrauchsmaterialien
Um sein Onso-Instrument zu ergänzen, verkauft das Unternehmen auch eine Reihe von SBB-Verbrauchsmaterialprodukten, darunter Durchflusskammern, Cluster- und Sequenzierreagenzkits. Pro Sequenzierreaktion wird eine Durchflusskammer und ein zugehöriges Sequenzierreagenzpaket verbraucht. Jede Durchflusskammer enthält zwei Spuren, und Wissenschaftler können wählen, verschiedene Proben in jeder Spur zu sequenzieren und zusätzlich beliebig viele Durchflusskammern pro Experiment zu kombinieren.
Das Unternehmen bietet mehrere Reagenzkits an, die jeweils für einen spezifischen Schritt im Kernsequenzierungsworkflow konzipiert sind. Ein Bibliothekvorbereitungskit wird verwendet, um DNA in SBB-kompatible, doppelsträngige DNA-Bibliotheksformate umzuwandeln und enthält typische molekularbiologische Reagenzien wie Ligase, Puffer und Exonukleasen. Zusätzlich für die Bibliothekvorbereitung enthalten seine Konversionskits Reagenzien, die es Wissenschaftlern
Das Analystenkursziel zeigt auf einen Blick die Mindest-, Höchst- und Durchschnittserwartung der Analysten.
