2017-01-04
引言
派(pai)森(sen)諾(nuo)生(sheng)物(wu)于2016年1月底與美(mei)國(guo)加利福尼亞太(tai)平(ping)(ping)洋生(sheng)物(wu)科學公司（Pacific Biosciences of California，Inc., PacBio）合作，購入第三代(dai)單分(fen)(fen)子(zi)基(ji)因組(zu)測(ce)序系統(tong)-Sequel。經(jing)過將近 5 個(ge)半月的(de)等待(dai)，2016年6月7日，華中(zhong)地(di)區(qu)首臺(tai)(tai) PacBio Sequel 遠渡重洋正式入駐派(pai)森(sen)諾(nuo)生(sheng)物(wu)（該平(ping)(ping)臺(tai)(tai)也是當(dang)時(shi)全中(zhong)國(guo)唯一一臺(tai)(tai)硬件經(jing)過最新升級的(de) Sequel 平(ping)(ping)臺(tai)(tai)）。作為一家商業(ye)化(hua)運作的(de)公司，派(pai)森(sen)諾(nuo)生(sheng)物(wu)早(zao)在 2015 年初就開始(shi)積極布局基(ji)于第三代(dai)單分(fen)(fen)子(zi)基(ji)因組(zu)測(ce)序的(de)產品(pin)開發(fa)，先后(hou)推出細菌全基(ji)因組(zu)完成(cheng)圖(tu)、真菌基(ji)因組(zu)近完成(cheng)圖(tu)及“白金級”動植物(wu)基(ji)因組(zu)等成(cheng)熟產品(pin)。Sequel 平(ping)(ping)臺(tai)(tai)入駐公司后(hou)，派(pai)森(sen)諾(nuo)生(sheng)物(wu)的(de)技(ji)術團隊緊鑼密鼓、有條不紊地(di)對該平(ping)(ping)臺(tai)(tai)進行調試、優化(hua)，在經(jing)歷了最初平(ping)(ping)臺(tai)(tai)運行不穩(wen)(wen)定、測(ce)序試劑版本的(de)更新迭代(dai)后(hou)，目前，派(pai)森(sen)諾(nuo)生(sheng)物(wu)的(de) Sequel 平(ping)(ping)臺(tai)(tai)已經(jing)進入平(ping)(ping)穩(wen)(wen)的(de)商業(ye)化(hua)運作階段(duan)。限(xian)于篇(pian)幅，我們以眾多(duo)案例中(zhong)的(de)一個(ge)來展示 Sequel 平(ping)(ping)臺(tai)(tai)的(de)運行效(xiao)果。
樣本背景(jing)信(xin)息
樣(yang)本為地(di)衣(yi)芽胞(bao)桿菌，革蘭氏陽性細(xi)菌。該菌能(neng)調節(jie)腸道(dao)(dao)(dao)內(nei)微生(sheng)物之(zhi)間(jian)、微生(sheng)物與(yu)宿(su)主之(zhi)間(jian)處于微生(sheng)態(tai)平衡，同時參與(yu)腸道(dao)(dao)(dao)內(nei)物質代謝，增強免疫(yi)力和抗應(ying)激能(neng)力。基于該菌開(kai)發(fa)的(de)制劑主要用(yong)于細(xi)菌原因引(yin)起的(de)腸道(dao)(dao)(dao)菌群失(shi)調癥以及腸道(dao)(dao)(dao)需要保健的(de)養(yang)殖動物。地(di)衣(yi)芽胞(bao)桿菌的(de)基因組大(da)小在 3.94 Mb~4.76 Mb，GC 含量為 45.00%~46.30%。
樣本建庫(ku)和測序(xu)信息
將 DNA 進行片段化后，我(wo)們(men)構建了標準的(de)(de) 10 kb 的(de)(de)文(wen)庫，采(cai)用(yong) PacBio Sequel 平臺進行測序(xu)，上機(ji)采(cai)用(yong)的(de)(de)試劑為 Sequel 平臺最新的(de)(de)試劑版(ban)本 V1.2.1，上機(ji)模式為 Standard 模式，上機(ji)測序(xu)時間為 360 min。數據產(chan)出統計結果見(jian)表1，subreads 的(de)(de)長度分(fen)布見(jian)圖1。
表 1 數據產(chan)出統計
Subreads： 指過濾(lv)掉(diao)接頭、片段長度 > 200 bp 的(de)序列(lie)。ZMWs 數量*： 有數據產出的 ZMWs 孔的數量；
圖 1 subreads 長度分布圖
基因(yin)組拼接
采用 falcon 軟件對 Sequel 測(ce)序(xu)得(de)到的(de)(de)數據(ju)進行(xing)拼接(jie)，總共拼接(jie)得(de)到一條完整的(de)(de)序(xu)列；接(jie)著，利(li)用三(san)代(dai)測(ce)序(xu) reads 對拼接(jie)得(de)到的(de)(de)序(xu)列成功環化；隨后，基(ji)(ji)于二代(dai)測(ce)序(xu)，對拼接(jie)的(de)(de)序(xu)列進行(xing)校正；最后，根據(ju) GC skew 的(de)(de)結果對基(ji)(ji)因組的(de)(de)起始位點進行(xing)調整。最終(zhong)的(de)(de)基(ji)(ji)因組大(da)小(xiao)為 4.352 Mb，基(ji)(ji)因組的(de)(de) GC 含(han)量在 45.94%，基(ji)(ji)因組圈圖見(jian)圖 2。
圖 2 基因組圈圖
小結：
(1) 該(gai)案(an)例(li)僅僅是派森諾生物 Sequel 平臺商業化運行(xing)中的(de)一個成(cheng)功案(an)例(li)之一；
(2) 除細(xi)菌基(ji)因組外，目前(qian)，公司(si)已有真(zhen)菌及動(dong)、植物的樣(yang)品在 Sequel 平(ping)臺進行(xing)測(ce)序，公司(si)也會在基(ji)因組拼接結(jie)束(shu)后，及時地(di)發布這些信息，供(gong)廣大科(ke)研工作(zuo)者(zhe)參考；
(3) 目前，很多(duo)公司都拿到了 Sequel 平臺的測試數(shu)據，但(dan)真正能(neng)平穩運行 Sequel 平臺且具有豐富經驗的公司寥寥無幾；
(4) 派森諾(nuo)生物(wu)除了在 Sequel 平(ping)臺的(de)測序(xu)和拼接方面具有豐富(fu)的(de)經(jing)驗(yan)(yan)，在基(ji)因組的(de)信(xin)息分析及深度的(de)數(shu)據挖掘方面也有著豐富(fu)的(de)經(jing)驗(yan)(yan)，能協助老(lao)師(shi)發(fa)表高水(shui)平(ping)的(de)科研(yan)論文。
