Direct-from-colony microbial sequencing: rapid Salmonella serotyping (SQK-RPB114.24)

Oxford Nanopore Technologies
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MinION: Protocol

Direct-from-colony microbial sequencing: rapid Salmonella serotyping (SQK-RPB114.24) V DCM_9210_V114_revC_11Dec2024

This protocol:

  • is a rapid method to perform sequencing and analysis of Salmonella.
  • uses Salmonella colonies from overnight cultures.
  • includes tagmentation, barcoding and PCR amplification.
  • enables multiplexing of 1-24 samples.
  • is compatible with R10.4.1 flow cells.

For Research Use Only

This is an Early Access product For more information about our Early Access programmes, please see this article on product release phases.

FOR RESEARCH USE ONLY

概要

This protocol:

  • is a rapid method to perform sequencing and analysis of Salmonella.
  • uses Salmonella colonies from overnight cultures.
  • includes tagmentation, barcoding and PCR amplification.
  • enables multiplexing of 1-24 samples.
  • is compatible with R10.4.1 flow cells.

For Research Use Only

This is an Early Access product For more information about our Early Access programmes, please see this article on product release phases.

Document version: DCM_9210_V114_revC_11Dec2024

1. Overview of the protocol

重要

This is an Early Access product

For more information about our Early Access programmes, please see this article on product release phases.

Please ensure you always use the most recent version of the protocol.

Introduction to the direct-from-colony microbial sequencing: rapid Salmonella serotyping protocol

This protocol describes a method for preparing, sequencing and analysis of up to 24 Salmonella colonies using the Rapid RCR Barcoding Kit V14 (SQK-RPB114.24).

This simple end-to-end solution allows you to generate whole genome sequencing data directly from a single Salmonella colony, eliminating the need for subculture into liquid broth, DNA extraction or complex library preparation methods, thereby offering faster tun-around times.

Combined with our custom wf-bacterial-genomes analysis pipeline using EPI2ME, this method provides an organism species ID, serotype, multi locus sequence type (MLST) and antibiotic resistance (AMR) profile information.

This method is designed to provide non-circular genomes for research and routine lab operations, including food safety testing purposes.

For more information and additional options for this end-to-end workflow please visit our know-how document.

Salmonella serotyping RPB114 workflow

Steps in the end-to-end workflow:

Prepare for your experiment

You will need to:

  • Ensure pathogenic organisms are handled in appropriate biosafety conditions. Please adhere to the correct health and safety practices in accordance to your laboratory standards and local rules and regulations.
    This method should be performed in the appropriate containment level laboratory spaces (biosafety cabinets: BSC) until the sample tagmentation stage. Following sample tagmentation, cells are non-viable and can be used outside the biosafety cabinet.
  • Streak your sample onto a freshly prepared agar plate appropriately such that single Salmonella colonies can be isolated (overnight). We recommend the use of TSA plates for culturing Salmonella.

The quality checks performed during the protocol are essential in ensuring experimental success.

  • Ensure you have your sequencing kit, the correct equipment and third-party reagents
  • Download the software for acquiring and analysing your data
  • Check your flow cell to ensure it has enough pores for a good sequencing run

Library preparation

The table below is an overview of the steps required in the library preparation, including timings and optional stopping points.

Step Process Time Stop option
Colony growth Grow Salmonella single colony culture(s) of ~2-3 mm overnight on an agar plate. ~16-18 hours
Sample preparation Resuspend each single colony in Tris Buffer. 5 minutes
DNA tagmentation Tagment your DNA using the Fragmentation Mix from the sequencing kit 10 minutes
PCR amplification PCR your sample using the barcoded primer supplied in the sequencing kit 180 minutes We do not recommend leaving the PCR reaction overnight, using the amplified samples straight after PCR will yield better results.

If sample storage is unavoidable, add 4 uL EDTA to each sample and then stored at 4°C.
Sample pooling and cleanup Pool your barcoded PCR samples in equal ratios and perform a clean-up 30 minutes 4°C overnight
Adapter ligation and clean-up Attach the sequencing adapters to the DNA ends 5 minutes We strongly recommend sequencing your library as soon as it is adapted.
Priming and loading the flow cell Prime the flow cell and load the prepared library for sequencing 5 minutes

Sequencing and analysis

You will need to:

  • Start a sequencing run using the MinKNOW software, which will collect raw data from the device and convert it into basecalled reads
  • Start the EPI2ME software and select the wf-bacterial-genomes workflow
重要

Compatibility of this protocol

This protocol should only be used in combination with:

2. Equipment and consumables

材料
  • Up to 24x single Salmonella colonies (2–3 mm in diameter)
  • Rapid PCR Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RPB114.24)
消耗品
  • MinionとGridIONのFlow Cell
  • 1 M Tris Buffer, pH8 (e.g. Invitrogen™, AM9855G)
  • LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix (NEB, M0533)
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • ヌクレアーゼフリー水で用事調整した 80% エタノール溶液
  • Bovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/ml) (e.g Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen, Q32851)
  • Qubit™ Assay Tubes (Invitrogen, Q32856)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 0.2 ml 薄壁のPCRチューブ
装置
  • MinIONまたは、GridIONデバイス
  • MinIONとGridIONのFlow Cell ライトシールド
  • Inoculation loop or equivalent for picking your colony
  • Ice bucket with ice
  • 小型遠心機
  • タイマー
  • Thermal cycler
  • Magnetic rack
  • Hula mixer（緩やかに回転するミキサー）
  • P1000 pipette and tips
  • P200 pipette and tips
  • P100 pipette and tips
  • P20 pipette and tips
  • P2 pipette and tips
  • Multichannel pipette and tips
  • Qubit蛍光光度計（またはQCチェックのための同等品）
オプション装置
  • Agilent Bioanalyzer (or equivalent)
  • Microbiological Safety Cabinet II contamination level 3

For this protocol, you will need a single colony of Salmonella 2–3 mm in diameter for each input.

Streak your sample onto a freshly prepared agar plate appropriately such that single Salmonella colonies can be isolated (overnight). We recommend the use of TSA plates for culturing Salmonella.

Optional: Alternatively, you can use 3-5 ng in 3 μl volume per sample of isolated DNA as input for library preparation.

インプットDNA

インプットDNAのQC方法

インプットDNAの量と品質の要件を満たすことが重要です。DNAの使用量が少なすぎたり多すぎたり、あるいは品質の低いDNA（例としてDNAが非常に断片化されていたり、RNAや化学汚染物質が含まれている場合など）を使用すると、ライブラリーの調製に影響を及ぼす可能性があります。

DNAサンプルの品質管理の方法については、Input DNA/RNA QC protocolのプロトコルをご覧ください。

コンタミネーション

DNAの抽出する方法によっては、精製DNAに特定の化学汚染物質が残留する可能性があり、ライブラリ調製の効率やシークエンシングの品質に影響を及ぼす可能性があります。コンタミネーションについての詳細は、コミュニティーの Contaminants page をご覧ください。

サードパーティー試薬

このプロトコールで使用されているすべてのサードパーティー試薬は、当社が検証し、使用を推奨しているものです。Oxford Nanopore Technologiesでは、それ以外の試薬を用いたテストは行っていません。

すべてのサードパーティ製試薬については、製造元の指示に従って使用の準備をすることをお勧めします。

フローセルのチェックをしてください

シークエンシング実験を開始する前に、フローセルのポアの数を確認することを強くお勧めします。このフローセルの確認は、MinION/GridION/PromethIONの場合は代理店への到着から１２週間以内に行ってください。またはFlongle Flow Cellの場合は代理店への到着から4週間以内に行う必要があります。Oxford Nanopore Technologiesは、フローセルチェックの実施から2日以内に結果が報告され、推奨される保管方法に従っていた場合に、以下の表に記載されているナノポアの有効数に満たさない場合には、フローセルを交換します。 フローセルのチェックを行うには、Flow Cell Check documentの指示に従ってください。

Flow cell 保証する最小有効ポア数（以下の数未満のフローセルが交換対象となります）
Flongle Flow Cell 50
MinION/GridION Flow Cell 800
PromethION Flow Cell 5000
重要

The Rapid Adapter (RA) used in this kit and protocol is not interchangeable with other sequencing adapters.

Rapid PCR Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RPB114.24) contents

sqk-rpb114.24 tubes

Name Acronym Cap colour No. of vials Fill volume per vial (µl)
Fragmentation Mix FRM Brown 1 160
Rapid Adapter RA Green 1 15
Adapter Buffer ADB Clear 1 100
AMPure XP Beads AXP Amber 3 1,200
Elution Buffer EB Black 2 500
EDTA EDTA Blue 1 700
Sequencing Buffer SB Red 1 700
Library Beads LIB Pink 1 600
Library Solution LS White cap, pink label 1 600
Flow Cell Flush FCF Clear 1 8,000
Flow Cell Tether FCT Purple 1 200
Rapid Barcode Primer 01-24 RLB01-24 Clear 24 (one per barcode) 15

Note: This product contains AMPure XP Reagent manufactured by Beckman Coulter, Inc. and can be stored at -20°C with the kit without detriment to reagent stability.

Rapid barcode primers

Component Sequence
RLB01 AAGAAAGTTGTCGGTGTCTTTGTG
RLB02 TCGATTCCGTTTGTAGTCGTCTGT
RLB03 GAGTCTTGTGTCCCAGTTACCAGG
RLB04 TTCGGATTCTATCGTGTTTCCCTA
RLB05 CTTGTCCAGGGTTTGTGTAACCTT
RLB06 TTCTCGCAAAGGCAGAAAGTAGTC
RLB07 GTGTTACCGTGGGAATGAATCCTT
RLB08 TTCAGGGAACAAACCAAGTTACGT
RLB09 AACTAGGCACAGCGAGTCTTGGTT
RLB10 AAGCGTTGAAACCTTTGTCCTCTC
RLB11 GTTTCATCTATCGGAGGGAATGGA
RLB12 GTTGAGTTACAAAGCACCGATCAG
RLB13 AGAACGACTTCCATACTCGTGTGA
RLB14 AACGAGTCTCTTGGGACCCATAGA
RLB15 AGGTCTACCTCGCTAACACCACTG
RLB16 CGTCAACTGACAGTGGTTCGTACT
RLB17 ACCCTCCAGGAAAGTACCTCTGAT
RLB18 CCAAACCCAACAACCTAGATAGGC
RLB19 GTTCCTCGTGCAGTGTCAAGAGAT
RLB20 TTGCGTCCTGTTACGAGAACTCAT
RLB21 GAGCCTCTCATTGTCCGTTCTCTA
RLB22 ACCACTGCCATGTATCAAAGTACG
RLB23 CTTACTACCCAGTGAACCTCCTCG
RLB24 GCATAGTTCTGCATGATGGGTTAG

3. Library preparation

材料
  • Up to 24x single Salmonella colonies (2–3 mm in diameter)
  • Fragmentation Mix (FRM)
  • Rapid Barcode Primers (RLB01-24, at 10 µM)
  • EDTA (EDTA)
  • AMPure XP Beads (AXP)
  • Elution Buffer (EB)
  • Rapid Adapter (RA)
  • Adapter Buffer (ADB)
消耗品
  • 1 M Tris Buffer, pH8 (e.g. Invitrogen™, AM9855G)
  • LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix (NEB, M0533)
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • ヌクレアーゼフリー水で用事調整した 80% エタノール溶液
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen, Q32851)
  • Qubit™ Assay Tubes (Invitrogen, Q32856)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 0.2 ml 薄壁のPCRチューブ
装置
  • Inoculation loop or equivalent for picking your colony
  • アイスバケツ（氷入り）
  • Thermal cycler
  • Hula mixer（緩やかに回転するミキサー）
  • Magnetic rack
  • 小型遠心機
  • P1000 pipette and tips
  • P200 pipette and tips
  • P100 pipette and tips
  • P20 pipette and tips
  • P10 ピペットとチップ
  • P2 ピペットとチップ
オプション装置
  • Microbiological Safety Cabinet II contamination level 3
注意

Ensure pathogenic organisms and samples are handled in appropriate biosafety conditions.

Please adhere to the correct health and safety practices in accordance to your laboratory standards and local rules and regulations.

This method should be performed in the appropriate containment level laboratory spaces (biosafety cabinets: BSC) until the sample tagmentation stage. Following sample tagmentation, cells are non-viable and can be used outside the biosafety cabinet.

Thaw kit components at room temperature, spin down briefly using a microfuge and mix by pipetting as indicated by the table below:

Reagent 1. Thaw at room temperature 2. Briefly spin down 3. Mix well by pipetting or vortexing
Rapid Barcode Primers (RLB01-24) Not frozen ✓ Pipette
Fragmentation Mix (FRM) Not frozen ✓ Pipette
Rapid Adapter (RA) Not frozen ✓ Pipette
Adapter Buffer (ADB) ✓ ✓ Vortex or Pipette
AMPure XP Beads (AXP) ✓ ✓ Mix by pipetting or vortexing immediately before use
Elution Buffer (EB) ✓ ✓ Vortex or Pipette
EDTA (EDTA) ✓ ✓ Vortex or Pipette

Note: Once thawed, keep all kit components on ice.

重要

When picking a single colony, please ensure that no media is carried through as this can negatively impact the PCR yields.

Prepare each cultured cell colony as follows:

  • For each colony/sample, add 50 µl 10 mM tris buffer (pH 8) to a 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.
  • Using an inoculation loop, transfer a single 2–3 mm colony from an overnight culture into a separate tube (from the step above).
  • Resuspend each colony thoroughly by pipette mixing and briefly vortexing.
  • Ensure your cell colony suspension is homogenous before proceeding.

In a separate 0.2 ml thin-walled PCR tube for each sample, mix the following:

Reagent Volume
DNA/colony suspension (from previous step) 3 μl
Fragmentation Mix (FRM) 1 μl
Total 4 μl

Mix thoroughly by pipetting the reaction.

In a thermal cycler, incubate the tube at 30°C for 2 minutes, then at 80°C for 2 minutes.

Sample tagmentation has taken place, cells are now non-viable and can be used outside the biosafety cabinet.

Please continue to adhere to the correct health and safety practices in accordance to your laboratory standards and local rules and regulations.

For each sample, set up a PCR reaction as follows in the 0.2 ml thin-walled PCR tube containing the tagmented DNA:

Reagent Volume
Tagmented DNA (from previous step) 4 µl
Nuclease-free water 20 µl
RLB (01-24, at 10 µM) 1 µl
LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix 25 µl
Total 50 µl

If the amount of input material is altered, the number of PCR cycles may need to be adjusted to produce the same yield.

Mix gently by flicking the tube, and spin down.

Amplify using the following cycling conditions:

Cycle step Temperature Time No. of cycles
Initial denaturation 95°C 3 mins 1
Denaturation

Annealing

Extension		 95°C

56°C

65°C		 15 sec

15 sec

6 min

25*
Final extension 65°C 6 min 1
Hold 4°C ∞

For more information on the PCR cycle number and externsion times please visit our know-how document.

Add 4 µl of EDTA to each barcoded sample, mix thorougly by pipetting and spin down briefly.

ヒント

EDTA is added at this step to stop the reaction.

Incubate for 5 minutes at room temperature.

Quantify 1 µl of each barcoded sample using a Qubit fluorometer (or equivalent) for QC check.

Note: The expected PCR yield for each sample is 15–45 ng/µl.

Pool 100 ng of each PCR barcoded samples in a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

Note: Please ensure you have quantified your samples prior to this step and take forward 100 ng of each of the samples for optimal barcode balancing.
Samples may vary in concentration following the barcoded PCR, therefore the volume of each barcoded sample added to the pool will be different.

Make up the volume of pooled samples to the nearest 100 µl using nuclease free water.

For example:

  • if the 100 ng pool of each sample results in a total of 88 µl, add 12 µl of nuclease-free water to make up the volume to 100 µl.
  • if the 100 ng pool of each sample results in a total of 180 µl, add 20 µl of nuclease-free water to make up the volume to 200 µl.

Resuspend the AMPure XP Beads (AXP) by vortexing.

To the pool of barcoded samples, add a 0.6X volume ratio of resuspended AMPure XP Beads (AXP) and mix by pipetting:

Volume of barcoded sample pool 100 μl 200 μl 300 μl
Volume of AMPure XP Beads (AXP) 60 μl 120 μl 180 μl

Incubate the reaction on a hula mixer (rotator mixer) for 10 minutes at room temperature.

Prepare 2 ml of fresh 80% ethanol in nuclease-free water.

Briefly spin down the sample and pellet on a magnetic rack until supernatant is clear and colourless. Keep the tube on the magnetic rack, and pipette off the supernatant.

Keep the tube on the magnet and wash the beads with 1 ml of freshly-prepared 80% ethanol without disturbing the pellet. Remove the ethanol using a pipette and discard.

前のステップを繰り返します。

スピンダウンし、チューブをマグネットの上に戻します。残ったエタノールをピペットで取り除きます。ペレットを30 秒間程乾かします。 ただし、 ペレットにひびが入るまでは乾燥させないでください。

Remove the tube from the magnetic rack and resuspend the pellet by pipetting in 15 µl Elution Buffer (EB). Spin down and incubate for 5 minutes at room temperature.

溶出液が無色透明になるまで、少なくとも1分間マグネット上でビーズをペレット化します。

Remove and retain 15 µl of eluate into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

  • Remove and retain the eluate which contains the DNA library in a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube
  • Dispose of the pelleted beads
CHECKPOINT

Quantify 1 µl of eluted sample using a Qubit fluorometer.

Transfer 250 ng of your eluted samples into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube. Make up the volume to 11 µl with Elution Buffer (EB).

Note: If your final yield is below 250 ng, take forward 11 µl of eluted sample for the maxium flow cell loading amount possible.

Please note, if you underload the flow cell you might need to sequence for longer than stated in this method to achieve the recommended number of reads (at least 50k reads per barcode).

In a fresh 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube, dilute the Rapid Adapter (RA) as follows and pipette mix:

Reagent Volume
Rapid Adapter (RA) 1.5 μl
Adapter Buffer (ADB) 3.5 μl
Total 5 μl

Add 1 µl of the diluted Rapid Adapter (RA) to the barcoded DNA.

Mix gently by flicking the tube, and spin down.

Incubate the reaction for 5 minutes at room temperature.

最終ステップ

The prepared library is used for loading into the flow cell. Store the library on ice until ready to load.

4. Priming and loading the MinION and GridION Flow Cell

材料
  • Flow Cell Flush (FCF)
  • Flow Cell Tether (FCT)
  • Library Beads (LIB)
  • Sequencing Buffer (SB)
消耗品
  • MinionとGridIONのFlow Cell
  • Bovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/ml) (e.g Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
装置
  • MinIONかGridION のデバイス
  • MinIONとGridIONのFlow Cell ライトシールド
  • P1000 ピペット及びチップ
  • P100 ピペットとチップ
  • P20 ピペットとチップ
  • P10 ピペットとチップ
重要

注意：本キットはR10.4.1フローセル（FLO-MIN114）のみに対応しています。

ヒント

フローセルのプライミングとローディング

新規ユーザーは、 初回使用前に'Priming and loading your flow cell' のビデオをご覧いただくことをお勧めします。

Thaw the Sequencing Buffer (SB), Library Beads (LIB), Flow Cell Tether (FCT) and Flow Cell Flush (FCF) at room temperature before mixing by vortexing. Then spin down and store on ice.

重要

MinION R10.4.1フローセル（FLO-MIN114）での最適なシークエンス性能と出力向上のために、フローセルのプライミングミックスに最終濃度0.2 mg/mlでBovine Serum Albumin (BSA) を添加することを推奨します。

(注： その他のアルブミンの種類（組換えヒト血清アルブミンなど）の使用は推奨しません。

To prepare the flow cell priming mix with BSA, combine the following reagents in a fresh 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube. Mix by inverting the tube and pipette mix at room temperature:

Reagents Volume per flow cell
Flow Cell Flush (FCF) 1,170 µl
Bovine Serum Albumin (BSA) at 50 mg/ml 5 µl
Flow Cell Tether (FCT) 30 µl
Final total volume in tube 1,205 µl

MinIONまたはGridIONデバイスの蓋を開け、フローセルをクリップの下にスライドさせます。 フローセルをしっかりと押さえ、サーマルプレートと電気接触が密着しているかを確認してください。

Flow Cell Loading Diagrams Step 1a_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 1b_JP

オプショナルステップ

ライブラリーをロードする前にフローセルチェックを行い、使用可能なポアの数を把握して下さい。

フローセルが以前にチェックされている場合は、このステップを省略できます。

詳細については、MinKNOWプロトコルのフローセルチェックの手順 flow cell check instructionsを参照してください。

フローセルのプライミングポートカバーを時計方向にスライドさせ、プライミングポートを開きます。

Flow Cell Loading Diagrams Step 2_JP

重要

フローセルからバッファーを引き上げる際には注意してください。20～30μl以上は除去せず、ポアのアレイ全体が常にバッファーで覆われていることを確認して下さい。アレイに気泡が入ると、ポアに不可逆的なダメージを与える可能性があります。

プライミングポートを開けた後に、カバーの下に小さな気泡がないかを確認して下さい。気泡を取り除くために少量の液を引き上げます。

  1. P1000ピペットを200 µ Lに設定して下さい。
  2. ピペットの先端をプライミングポートに差し込みます。
  3. 目盛りが220-230 ulと表示されるまでダイヤルを回して、20-30 ulを吸い上げるか、少量のバッファーがピペットの先端に入るのが見えるまでダイヤルを回します。

(注： プライミングポートからセンサーアレイ全体にバッファーがあることを確認してください。

Flow Cell Loading Diagrams Step 03 V5_JP

気泡が混入しないように、プライミングポートからフローセルにプライミングミックスを800µl注入し、 5分間待ちます。この５分間の間に、以下の手順でライブラリーをロードする準備をして下さい。

Flow Cell Loading Diagrams Step 04 V5_JP

Library Beads(LIB)の液をピペッティングすることで十分に混合して下さい。

重要

Library Beads（LIB）チューブにはビーズの懸濁液が入っています。これらのビーズはすぐに沈殿するので、使用直前に混合することが重要です。

ほとんどのシーケンス実験にはLibrary Beads （LIB）の使用を推奨します。しかし、より粘性の高いライブラリーにはLibrary Solution（LIS）を使ってください。

In a new 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube, prepare the library for loading as follows:

Reagent Volume per flow cell
Sequencing Buffer (SB) 37.5 µl
Library Beads (LIB) mixed immediately before use 25.5 µl
DNA library 12 µl
Total 75 µl

フローセルのプライミングを完了させます。

  1. SpotON サンプルポートカバーをゆっくりと持ち上げ、SpotON サンプルポートにアクセスできるようにします。
  2. 200μlのプライミングミックスをフローセルのプライミングポート（SpotONサンプルポートではありません）に気泡が入らないように注入します。

Flow Cell Loading Diagrams Step 5_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 06 V5_JP

調製したライブラリーは、ロードする直前にピペッティング混合して下さい。

調製したライブラリー75μlをSpotONサンプルポートからフローセルに滴下します。次の一滴を追加する前に各一滴がポートに入っていることを確認して下さい。

Flow Cell Loading Diagrams Step 07 V5_JP

SpotONサンプルポートカバーをゆっくりと元に戻し、バング（カバーの先）がSpotONポートに入ることを確認し、プライミングポートを閉じます。

Step 8 update_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 9_JP

重要

最適なシークエンス出力を得るために、ライブラリーがロードされたすぐにライトシールドをフローセルに取り付けてください。

ライブラリーがフローセル上にある状態では（ウォッシングやリロードのステップを含める）、フローセルにライトシールドを付けたままにしておくことを推奨します。ライトシールドは、ライブラリーがフローセルから除去された時点で取り外すことができます。

ライトシールドを以下のようにフローセルに設置して下さい。

  1. ライトシールドの先端を慎重にクリップに当てます。 (注： ライトシールドをクリップの下に無理に押し込まないでください。

  2. ライトシールドをフローセルにゆっくりと下ろします。ライトシールドは、フローセルの上部全体を覆うようにSpotONカバーの周囲に取り付けます。

J2264 - Light shield animation Flow Cell FAW optimised-Japanese step10

注意

MinIONフローセルライトシールドは、フローセルに固定されていないため、取り付け後の取り扱いには注意が必要です。

最終ステップ

デバイスの蓋を閉め、MinKNOWでシークエンスランをセットします。

5. Data acquisition and basecalling

How to start sequencing

The sequencing device control, data acquisition and real-time basecalling are carried out by the MinKNOW software. Please ensure MinKNOW is installed on your computer or device. Further instructions for setting up a sequencing run can be found in the MinKNOW protocol.

We recommend setting up a sequencing run on a MinION or GridION device using the basecalling and barcoding recommendations outlined below. All other parameters can be left to their default settings.

MinKNOW settings for Salmonella serotyping

For fastest turnaround time and easiest analysis, basecalling should be performed live during the sequencing run using the High Accuracy (HAC) basecaller.

Below are the recommendations for MinKNOW settings:

Positions

Flow cell position: [user defined]

Experiment name: [user defined]

Flow cell type: FLO-MIN114

Sample ID: [user defined]

Kit

Kit selection: Rapid PCR Barcoding Kit (SQK-RPB114.24)

Run configuration

Sequencing and analysis

Basecalling: On [default] Modified bases: Off Model: High-accuracy basecalling (HAC) [default]

Barcoding: On [default] Trim barcodes: Off [default] Barcode both ends: Off [default] Custom barcodes selection: Off [default]

Alignment: Off [default]

Adaptive sampling: Off [default]

Advanced options Active channel selection: On [default] Time between pore scans: 1.5 [default] Reserve pores: On [default]

Data targets

Sequencing time will vary according to the number of samples being sequenced. The aim is to generate 50k reads per sample/barcode.

Run limit: Set according to number of sampeles:

Number of samples/barcodes Recommended sequencing time
6 4 hours
12 8 hours
24 12 hours

Output

Output format .POD5: On [default] .FASTQ: On [default] .BAM: On

Filtering: On [default] Qscore: 9 [default] Minimum read length: 200 bp [default]

6. Downstream analysis

Post-basecalling analysis

We recommend performing downstream analysis using EPI2ME which facilitates bioinformatic analyses by allowing users to run Nextflow workflows in a desktop application. EPI2ME maintains a collection of bioinformatic workflows which are curated and actively maintained by experts in long-read sequence analysis.

Further information about the available EPI2ME workflows are available here, along with the Quick Start Guide to start your first bioinformatic workflow.

For the accurate and reliable assembly or alignment of you sample genomes, we recommend using the wf-bacterial-genomes workflow. At its core, the workflow is an efficient assembly pipeline which also polishes genomes using Medaka.

Whilst running the workflow using the default parameters will , using the ‘Isolates’ mode to produce high quality genome assemblies, perform additional analyses designed to increase genome quality and aid genome interrogation for common pathogens in the clinical and food safety fields. ‘Isolates’ analyses includes MLST(7-gene), species confirmation and AMR prediction in addition to sample-specific reports.

Note: You can also run this workflow through command line. However, we only recommend this option for experienced users. For more information, please visit the wf-bacterial-genomes page on GitHub and the know-how document.

重要

Please ensure your device meets the minimum compute requirements to run this workflow.

Compute requirements:

CPUs Memory
Minimum requirements: 8 32GB
Recommended requirements: 16 64GB

For more information visit the EPI2ME wf-bacterial-genomes documentation.

Open the EPI2ME app using the desktop shortcut.

On the landing page, open the workflow tab on the left-hand sidebar.

1 landing page EPI2ME

Navigate to the Available workflows tab and click on wf-bacterial-genomes option.

2 (1)

Click install.

3 (1)

Navigate to the Installed tab and click on the installed wf-bacterial-genomes workflow.

4 (1)

オプショナルステップ

If the workflow was already installed, check for updates by clicking 'Update workflow'.

Ensure you are using v1.3.0 or newer of the workflow. We recommend running the latest version of our workflows for the best results.

Update workflow no miss

Update workflow no miss II

Click on Run this workflow to open the launch wizard.

Run this workflow no miss

Set up your run by uploading your FASTQ file in the Input Options. We recommend keeping the default settings for the other parameter options.

6 (1)

In Sample Options, provide a sample sheet to match sample folder names (e.g. barcode01) to a sample name alias to be used in output reports.

You may specify any number of sample (barcode) folders in your sample sheet.

select-sample-options

To enable the isolates mode, tick the isolates checkbox.

7 (1)

In Advanced Options unselect Prokka annotation.

Optional setting: Set Flye genome size to 5000000, and Flye asm coverage to 50 (these settings are optional but will speed up run time).

select-advanced-options

オプショナルステップ

In Miscellaneous Options, set number of CPU threads.

Navigate to the 'Nextflow configuration' tab to assign a 'Run name' to your analysis as an identifier.

Workflow run name no miss

Click Launch workflow.

Ensure all parameter options have green ticks.

7 (2)

Once the workflow finishes, a report will be produced.

オプショナルステップ

Test data is available on Github to test the wf-bacterial-genomes workflow.

The test data can be found in the following repository: wf-bacterial-genomes test data

7. フローセルの再利用と返却

材料
  • Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004)

シークエンス実験終了後、フローセルを再利用する場合は、Flow Cell Wash Kitのプロトコールに従い、洗浄したフローセルを2～8℃で保管してください。

Flow Cell Wash Kit protocolは、Nanoporeコミュニティーで入手できます。

ヒント

運転を停止したらできるだけ早くフローセルをウォッシュすることをお勧めします。しかし、これが不可能な場合はフローセルをデバイスに入れたまま、翌日にウォッシュをして下さい。

または、返送手順に従って、オックスフォード・ナノポアに返送してください。

フローセルの返却方法は hereをご覧ください。

(注： 製品を返却する前に、すべてのフローセルを脱イオン水で洗浄する必要があります。

重要

シークエンシング実験に関して問題が発生した場合や質問がある場合には、このプロトコルのオンライン版にあるトラブルシューティングガイドを参照してください。

8. Issues during DNA/RNA extraction and library preparation

以下は、最もよく起こる問題のリストであり、いくつかの原因と解決策が提案されています。

Nanopore Community Support セクションにFAQをご用意しています。

ご提案された解決策を試しても問題が解決しない場合は、テクニカルサポートに電子メール (support@nanoporetech.com)または LiveChat in the Nanopore Communityでご連絡ください。

サンプルの品質が低い

問題点 この問題が生じた可能性のある原因 解決策とコメント
DNAの純度が低い（DNAのOD 260/280のナノドロップ測定値が1.8未満およびOD 260/230が2.0～2.2未満） DNA抽出で必要な純度が得られていない 夾雑物の影響は、 Contaminants に示されています。コンタミネーションをもたらさないために別の抽出方法extraction method をお試しください。.

追加のSPRIクリーンアップステップの実施を検討して下さい。
低いRNA インテグリティー（RNA Integrity Number: <9.5 RIN、またはrRNAバンドがゲル上でスメアになっている） 抽出中にRNAが分解された 別のRNA抽出方法 RNA extraction methodを試してください。RINの詳細については、 RNA Integrity Number の資料を参照してください。詳細については、 DNA/RNA Handling のページをご覧ください。
RNAのフラグメントが予想より短い 抽出中にRNAが分解された 別のRNA抽出方法 RNA extraction methodを試してください。 RINの詳細については、 RNA Integrity Number の資料を参照してください。詳細については、DNA/RNA Handling のページをご覧ください。

RNAを扱う際には、RNaseフリーの環境で作業し、実験器具もRNaseフリーにしておくことをお勧めします。

Low DNA recovery after AMPure bead clean-up

Observation Possible cause Comments and actions
Low recovery DNA loss due to a lower than intended AMPure beads-to-sample ratio 1. AMPure beads settle quickly, so ensure they are well resuspended before adding them to the sample.

2. When the AMPure beads-to-sample ratio is lower than 0.4:1, DNA fragments of any size will be lost during the clean-up.
Low recovery DNA fragments are shorter than expected The lower the AMPure beads-to-sample ratio, the more stringent the selection against short fragments. Please always determine the input DNA length on an agarose gel (or other gel electrophoresis methods) and then calculate the appropriate amount of AMPure beads to use. SPRI cleanup
Low recovery after end-prep The wash step used ethanol <80% DNA will be eluted from the beads when using ethanol <80%. Make sure to use the correct percentage.

9. Issues during the sequencing run using a Rapid-based sequencing kit

以下は、最もよく起こる問題のリストであり、いくつかの原因と解決策が提案されています。

Nanopore Community Support セクションにFAQをご用意しています。

ご提案された解決策を試しても問題が解決しない場合は、テクニカルサポートに電子メール (support@nanoporetech.com)または LiveChat in the Nanopore Communityでご連絡ください。

シークエンス開始時のポアがフローセルチェック後よりも少ない場合

問題点 予想される原因 解決策とコメント
MinKNOWのフローセルチェックで確認されたポアの数より、シークエンシング開始時のポア数が少なく表示された。 ナノポアアレイに気泡が入ってしまった。 フローセルチェックをした後、フローセルをプライミングする前に、プライミングポート付近の気泡を取り除くことが必要です。 気泡を取り除かないと、気泡がナノポアアレイに移動し、空気に触れたたナノポアが不可逆的なダメージを負った可能性がある。これを防ぐための最適な方法が、 this videoで紹介されています。
MinKNOWのフローセルチェックで確認されたポアの数より、シークエンシング開始時のポア数が少なく表示された。 フローセルがデバイスに正しく挿入されていない。 シークエンスランを停止し、フローセルをシークエンス装置から取り出します。次に再度フローセルを挿入し、装置にしっかりと固定され、目標温度に達していることを確認します。GridIONやPromethIONの場合は別のフローセルの位置をお試しください。
MinKNOWのフローセルチェックで確認されたポアの数より、シークエンシング開始時のポア数が少なく表示された。 ライブラリー内の汚染物質がポアを失活させたり塞いだりしている。 フローセルチェックの際のポア数は、フローセル保存バッファー中のQC用のDNA分子を用いて計測されます。シークエンシングの開始時は、ライブラリ自体を使用してアクティブなポア数を推定します。このため、フローセルチェックとRun開始時のポア数は、約10％程度の変動が起こります。シークエンシング開始時に報告されたポアの数が大幅に減少している場合は、ライブラリー中の汚染物質がメンブレンを損傷していたり、ポアをブロックしている可能性があります。インプット材料の純度を向上させるために、別のDNA/RNA抽出または精製方法が必要となる場合があります。コンタミネーションの影響は、Contaminants Know-how pieceを参照にして下さい。夾雑物を除去するために別の抽出方法extraction method をお試しください。

MinKNOWのスクリプトに問題

問題点 この問題が生じた可能性のある原因 解決策とコメント
MinKNOW に 「Script failed」と表示されている"
コンピューターを再起動し、MinKNOWを再起動します。問題が解決しない場合は MinKNOW log files MinKNOWログファイルを収集し 、テクニカルサポートにご連絡ください。他のシークエンシングデバイスをお持ちでない場合は、 フローセルとロードしたライブラリーを4℃で保管することをお勧めします。詳細な保管方法については、テクニカルサポートにお問い合わせください。

Pore occupancy below 40%

Observation Possible cause Comments and actions
Pore occupancy <40% Not enough library was loaded on the flow cell 10–50 fmol of good quality library can be loaded on to a MinION Mk1B/GridION flow cell. Please quantify the library before loading and calculate mols using tools like the Promega Biomath Calculator, choosing "dsDNA: µg to pmol"
Pore occupancy close to 0 The Rapid PCR Barcoding Kit V14 was used, and sequencing adapters did not attach to the DNA Make sure to closely follow the protocol and use the correct volumes and incubation temperatures. A Lambda control library can be prepared to test the integrity of reagents.
Pore occupancy close to 0 No tether on the flow cell Tethers are added during flow cell priming (FCT tube). Make sure FCT was added to FCF before priming.

予想より短いリード長

問題点 予想される原因 解決策とコメント
予想より短いリード長 DNAサンプルの不要な断片化 読み取り長はサンプルDNA断片の長さを反映します。サンプルDNAは、抽出およびライブラリー調製中の操作で断片化した可能性があります。

1. 抽出の最適な方法については、Extraction Methods の抽出方法を参照してください。

2. ライブラリー調製に進む前に、アガロースゲル電気泳動で、サンプルDNAのフラグメント長の分布を確認してください。 DNA gel2 上の画像では、サンプル1は高分子量ですが、サンプル2は断片化されています。

3. ライブラリー調製中は、試薬を混合するためのピペッティングやボルテックス操作は、プロトコルで指示がないかぎり行わないでください。

利用できないポアの割合が多い場合

問題点 予想される原因 解決策とコメント
利用できないポアの割合が大きい（チャンネルパネルとポアのアクティブポートで青く表示されています）

image2022-3-25 10-43-25 上のアクティブなポアの図は、時間の経過とともに「利用できない」ポアの割合が増加していることを示しています。		 サンプル内に不純物が含まれている 一部のポアに吸着する不純物は、MinKNOWに組み込まれたポアのブロック解除機能によって、ポアから除去することができます。 このステップが完了すると、ポアの状態が「sequencing pore」に戻ります。利用できないポアの部分が多いか、増加した場合:

1.Flow Cell Wash Kit nuclease flush using the Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004) を用いて、ヌクレアーゼ洗浄を 行うことができます。又は
2. PCRを数サイクル実行してサンプルDNAの量を増やし、サンプルDNAに含まれる問題の不純物が相対的に減る（希釈される）ようにします。

Inactiveのポアの割合が高い

問題点 予想される原因 解決策とコメント
利用できない(inactive/unavailable)ポアの割合が高い（チャネルパネルとポアアクティブポートでは水色で表示されています）ポアまたは膜に損傷が起きてしまった。 気泡がフローセルに混入した。 フローセルのプライミングやライブラリーのロードで気泡が入ると、ポアに不可逆的なダメージを与える可能性があります。 推奨の操作方法については、Priming and loading your flow cell のビデオをご覧ください。
利用できないポアの割合が多い場合 サンプルDNAに含まれる不純物 既知の化合物問題で、サンプルDNAに多糖類が含まれた事で、植物のゲノムDNAと結合しポアをブロックした。

1. 植物葉DNA抽出法 Plant leaf DNA extraction methodをご参照ください。
2. QIAGEN PowerClean Pro キットを使用してクリーンアップして下さい。
3. QIAGEN REPLI-g kit.キットを使用して、元のgDNAサンプルで全ゲノム増幅を実行します。
利用できないポアの割合が多い場合 サンプル内に不純物が含まれている 不純物の影響は、 Contaminants の ノウハウを参照して下さい。 サンプルDNAに不純物を残留させないために別の抽出方法をお試しください。

温度変動

問題点 予想される原因 解決策とコメント
温度変動 フローセルとデバイスの接続が途切れている。 フローセルの背面にある金属プレートを覆っているヒートパッドがあることを確認してください。 フローセルを再度挿入し、コネクターピンがデバイスにしっかりと接触していることを確認するために軽く押してください。問題が解決しない場合は、テクニカルサービスにご連絡してください。

目標温度に到達しない場合

問題点 予想される原因 解決策とコメント
MinKNOWが "Failed to reach target temperature "(目標温度に達しなかった)と表示する。" 装置が通常の室温より低い場所、または風通しの悪い場所（排気が出来ない場所）に置かれた時にフローセルが過熱してします。 MinKNOWでは、フローセルが目標温度に到達するまでの既定の時間枠があります。時間枠を超えると、エラーメッセージが表示され、シークエンシング実験が続行されます。しかし、不適切な温度でシークエンスを行うと、スループットが低下し、qスコアが低下する可能性があります。シークエンシングデバイスが風通しの良い室温に置かれていることを確認して、MinKNOW再スタートしてください。MinION Mk 1Bの温度制御の詳細については、FAQ を参照してください。

Last updated: 12/11/2024

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