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A tunable filter for high molecular weight DNA selection and linked-read sequencing

Authors :
Adrien Castinel
Frederic Ginot
Aurélien Bancaud
Audrey Gibert
Olivier Bouchez
Géraud Bouwmans
Juan-Luis Fuentes Rojas
Cécile Donnadieu
Audrey Boutonnet
Laurent Bigot
Nicolas Milon
Karen Baudelle
Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe)
Plateforme Génome & Transcriptome (GET)
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM)
Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Picometrics Technologies
ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016)
ANR-16-ASTR-0020,BIOPULSE,Dispositif de détection biologique ultrasensible de pathogènes prélevés par air pulsé.(2016)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Laboratoire de Génétique Cellulaire (LGC)
Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Photonique (Photonique)
Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Source :
Lab on a Chip, Lab on a Chip, Royal Society of Chemistry, 2020, 20 (1), pp.175-184. ⟨10.1039/C9LC00965E⟩, Lab on a Chip, Royal Society of Chemistry, 2020, ⟨10.1039/C9LC00965E⟩, Lab on a Chip, 2020, 20 (1), pp.175-184. ⟨10.1039/C9LC00965E⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Royal Society of Chemistry (RSC), 2020.

Abstract

International audience; In third generation sequencing, the production of quality data requires the selection of molecules longer than ∼20 kbp, but the size selection threshold of most purification technologies is smaller than this target. Here, we describe a technology operated in a capillary with a tunable selection threshold in the range of 3 to 40 kbp controlled by an electric field. We demonstrate that the selection cut-off is sharp, the purification yield is high, and the purification throughput is scalable. We also provide an analytical model that the actuation settings of the filter. The selection of high molecular weight genomic DNA from the melon Cucumis melo L., a diploid organism of ∼0.45 Gbp, is then reported. Linked-read sequencing data show that the N50 phase block size, which scores the correct representation of two chromosomes, is enhanced by a factor of 2 after size selection, establishing the relevance and versatility of our technology.

Details

ISSN :
14730189 and 14730197
Volume :
20
Database :
OpenAIRE
Journal :
Lab on a Chip
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2ffc272736ebef73ca83c6e29fbca888