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      新聞中心

        長讀長測序樣本質控專題

        來源: 江西立康(公眾號)

        2022年4月,T2T聯盟(國際科學團隊端粒到端粒聯盟)發表了首個完整的人類基因組。這一成就是通過實驗和計算上的一系列創新實現的,而長讀長測序正是負責生成T2T數據的主要技術。因此,長讀長測序技術被《Nature Methods》雜志評為2022年最佳科學方法,正幫助全球科學家從人類及其他物種的基因組、轉錄組和表觀基因組中獲得大量發現。無論是PacBio還是Nanopore技術,在測序前,樣本的濃度和純度測量均可由NanoPhotometer?完成,結合完整性數據,以確保樣本質量符合測序要求。

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        坐標:意大利錫耶納大學 分子微生物學與生物技術實驗室

        期刊:《Microbial Genomics》

        測序方法:Oxford Nanopore


        牛津納米孔技術是細菌基因組學的重要工具,使實現長讀長測序可能。緩癥鏈球菌是一種革蘭氏陽性細菌,屬于口腔共生微生物群。有時可能是感染性心內膜炎、菌血癥和敗血癥等疾病的病因。緩癥鏈球菌基因組的重復性破壞了僅依靠短測序讀數的完整基因組的組裝。牛津納米孔測序被證明通過產生長讀長信息來克服這一限制,從而能夠解析基因組重復區域并組裝完整的基因組序列。由于納米孔測序運行的輸出受到基因組DNA質量和分子量的強烈影響,因此DNA分離是優化測序運行的關鍵步驟。

        研究小組發表了三種DNA分離方法的比較結果,這三種方法對高度重組的緩癥鏈球菌基因組的測序進行了驗證,旨在從樣本中分離出純高分子量DNA,作為牛津納米孔測序實驗的模板。研究結果表明,使用基于機械裂解的方法分離的DNA,盡管成本更低、速度更快,但不會產生超長讀?。ù笞x取長度為59516個堿基),也不允許組裝圓形完整基因組。使用兩種基于酶解的方法分離的DNA產生超長讀取,高達181199個堿基,實現了循環完整基因組組裝。這些方法可容易地應用于從難裂解的革蘭氏陽性細菌中分離高分子量基因組DNA。


        NanoPhotometer?應用:基因組DNA純度比值測量。

        坐標:美國明尼蘇達大學  動物科學系

        期刊:《Nucleic Acids Research》

        測序方法:Oxford Nanopore


        接下來是克里斯托弗·福爾克(Christopher Faulk)在NAR上發表的突破性文章,闡述了長讀測序的時間和成本節約潛力。通常,參考動物基因組生成是一項耗時且成本高昂的操作。使用納米孔技術的DNA測序提供了直接、實時、長讀取、可擴展、便攜式、自動化、快速和全面的基因組分析。

        Faulk僅在一周內就花費1000美元就對這一黑色木匠螞蟻的基因組進行了測序。與核基因組一起,線粒體基因組與線粒體基因組以及生活在螞蟻體內的兩種共生細菌一起組裝。納米孔技術還使同一只螞蟻的表觀遺傳學測量成為可能,并復制了其他顯示DNA甲基化程度很低的研究。參考基因組在連續性和蛋白質預測準確性方面優于其他螞蟻物種。這種方法將允許其他基礎型實驗室以低成本創建高質量的基因組組件。

        NanoPhotometer?應用:基因組DNA純度比值測量。

        坐標:印尼布拉干薩理工大學  農學和園藝系

        期刊:《Data in Brief》

        測序方法:PicBio

        野肉豆蔻(Myristica fatua)是印度尼西亞的一種重要香料,研究人員正在對該物種的基因組資源進行分析,發表了 Myristica fatua編碼序列(CDS),作為第一個轉錄組參考,該序列利用牛津納米孔技術的長讀測序獲得了全長轉錄組組件。從這些數據中可以獲得全長轉錄本,這有助于研究基因表達分析。該信息為與肉豆蔻屬相關屬的作物育種計劃提供了EST微衛星分子標記數據集,并可用于鑒定與類黃酮生物合成相關的全長轉錄物,供分子生物學家在肉豆蔻屬和相關屬的下游分析中使用。

        NanoPhotometer?應用:肉豆蔻葉中提取的RNA的定量和純度分析。

        坐標:波多黎各大學馬亞圭斯分校 生物學系

        期刊:《Genes》

        測序方法:PicBio


        大安的列斯群島的亞馬遜鸚鵡,代表了島嶼上物種形成的一個模型,類似于加拉帕戈斯群島的達爾文雀。亞馬遜鸚鵡從中美洲大陸遷徙大安的列斯群島,但對于這種情況發生的方式和時間沒有達成共識。多國組成的研究小組發表了一項研究,該研究對大安的列斯群島所有現存亞馬遜鸚鵡物種(a.leucocephala、a.agilis、a.claria、a.ventralis和a.vittata)進行了長讀長測序,并注釋了完整的線粒體基因組,包括注釋的線粒體基因組圖,種群多樣性和進化歷史。

        這項研究的數據支持踏腳石擴散(stepping-stone dispersal)和物種形成假說,該假說描述了祖先種群從中美洲大陸抵達時,大約開始于3.47 MYA(百萬年前),并導致了整個安的列斯群島物種的多樣化,到達波多黎各島在0.67 MYA。這一分析有助于理解進化歷史,和對序列變化進行后續評估,并有助于設計未來的保護工作。

        NanoPhotometer?應用:提取的基因組DNA濃度測量。


        如果您使用基因測序作為研究手段,可根據通量需求選擇多種型號的NanoPhotometer?作為對少量或大量樣本質控的工具。相信Implen能夠成為您在基因測序工作中值得信賴的好幫手。哪里有測序,哪里就有Implen。

        涉及的研究論文地址:

        https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8942023/

        https://doi.org/10.1093/nar/gkac510

        https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108838

        https://doi.org/10.3390/genes12040608


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