2017-03-30
SMRT（Single Molecule, Real-Time）測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)，即(ji)單(dan)分(fen)子(zi)(zi)實(shi)時測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)，該方法基于納米小孔的(de)(de)單(dan)分(fen)子(zi)(zi)讀(du)取(qu)(qu)技術，無需擴增即(ji)可快速(su)完成(cheng)序(xu)(xu)(xu)(xu)列(lie)讀(du)取(qu)(qu)。Pacific Biosciences自2013年成(cheng)功推(tui)出商業化的(de)(de)三(san)代測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)儀PacBio RSII后，三(san)代測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)開始被廣泛應(ying)用于基因組研究中(zhong)。經過不(bu)斷的(de)(de)改良和(he)升(sheng)級，PacBio公司在(zai)2015年10月推(tui)出全新升(sheng)級的(de)(de)三(san)代測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)儀PacBio Sequel測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)系統(tong)，其具有的(de)(de)長讀(du)長、高通(tong)量、高準確率等特點定將(jiang)為研究領(ling)域帶(dai)來全新的(de)(de)三(san)代測(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)體(ti)驗。
第三代(dai)測(ce)(ce)序(xu)(xu)平(ping)(ping)(ping)臺無(wu)疑是基因組項目(mu)的(de)不(bu)二之選。作為(wei)測(ce)(ce)序(xu)(xu)行業的(de)佼佼者(zhe)，派(pai)森(sen)諾早在(zai)2016年便已經購入華東地(di)區首臺Pacbio Sequel測(ce)(ce)序(xu)(xu)儀。目(mu)前平(ping)(ping)(ping)臺已經平(ping)(ping)(ping)穩運行較長時間并(bing)完成大量項目(mu)的(de)測(ce)(ce)序(xu)(xu)工作。光聽小(xiao)編說三代(dai)平(ping)(ping)(ping)臺怎么好，大家可能還不(bu)太相信。那就讓我們來看看三代(dai)測(ce)(ce)序(xu)(xu)技術為(wei)基因組的(de)拼(pin)接帶來的(de)巨大改變吧！
2017年3月6日發表(biao)于Nature genetics上(shang)的一篇文章報道了通過單分子測(ce)序、光學圖片和(he)Hi-C技術完成(cheng)的山羊基(ji)因組拼接。
極大提升(sheng)Contig N50
通過與2015年(nian)完成(cheng)的(de)山羊(yang)基因組(zu)(zu)進行對比，可以明顯(xian)的(de)看出拼接效果(guo)有(you)了(le)顯(xian)著提升。詳見表1。CHIR_2.0為(wei)2015年(nian)上傳(chuan)的(de)基因組(zu)(zu)版(ban)本，測(ce)序平臺為(wei)Illumina，測(ce)序深度175.0×，組(zu)(zu)裝方(fang)法SOAPdenovo v.2；ARS1為(wei)該研究團(tuan)隊(dui)發表的(de)基因組(zu)(zu)版(ban)本，測(ce)序平臺Pabio，測(ce)序深度50.0×，組(zu)(zu)裝方(fang)法Celera Assembler v.8.2、BioNano Genomics Irys v.APRIL-2015、Lachesis Hi-C v.JUNE-2015。
表1 不(bu)同版本山羊基因組比較
從表中可以看出(chu)，Contig N50由原來的(de)73,533bp 提升(sheng)至(zhi)26,244,591bp。而這種Contig水(shui)平(ping)的(de)提升(sheng)則得益(yi)于(yu)使用(yong)了(le)新一代的(de)單分子(zi)測序技術，Pacbio的(de)超長讀長使得組裝得到的(de)Contig有(you)了(le)質的(de)飛(fei)躍。在光學圖譜和Hi-C技術的(de)輔(fu)助下，Scaffold水(shui)平(ping)也有(you)很大提升(sheng)，Gap數大幅(fu)下降。
顯著(zhu)降低組裝錯誤
作(zuo)者(zhe)同(tong)時比較了(le)幾個(ge)不同(tong)版本的(de)山羊基(ji)因(yin)組(zu)的(de)組(zu)裝(zhuang)錯(cuo)誤情況，發(fa)現使(shi)用Pacbio平臺的(de)組(zu)裝(zhuang)結果錯(cuo)誤率要明(ming)顯(xian)低(di)于(yu)單純通過(guo)二代測序平臺進行測序與組(zu)裝(zhuang)的(de)基(ji)因(yin)組(zu)。
圖中CHIR_1.0和(he)CHIR_2.0均為單獨使用二代測(ce)序平臺(tai)進(jin)行組裝的(de)山羊基因組。
通過對比不(bu)同平(ping)臺(tai)的組(zu)(zu)裝(zhuang)效(xiao)果(guo)，大(da)家應該不(bu)難看(kan)出三代測序平(ping)臺(tai)在基因組(zu)(zu)組(zu)(zu)裝(zhuang)上的巨大(da)優勢(shi)，如果(guo)加上光學圖譜、Hi-C等技(ji)術手段，則(ze)可(ke)以使基因組(zu)(zu)的組(zu)(zu)裝(zhuang)水平(ping)達到非(fei)常理想的狀態。接下來幾期(qi)小(xiao)編(bian)將為大(da)家帶來更多三代測序的優質文章分享，敬請期(qi)待！
