SMRT测序其他应用
微生物&病毒复杂动态群体分析
细菌、病毒甚至癌细胞通常存在于与变异密切相关的复杂群体中。这些变异会响应环境变化,例如免疫压力或药物治疗造成的快速进化。使用二代测序对复杂群体进行鉴定需要复杂的组装算法,使得混合群体中相似度非常高的个体的区分变得非常困难。Sequel系统可从病毒种群的鉴定、微生物群落的鉴定和体细胞变异的检测三个方面对复杂种群进行鉴定。
环境微生物测序
16S rDNA全长测序:
16S rDNA长度大约为1540 bp,PacBio Sequel的
平均读长远大于这个长度,因此结合该平台测序
可以成功测序获得16S的全长序列。
特色研究:显著提高高粱基因组注释 [8]
宏基因组测序
长读长Reads能够更为精准地鉴定水体、土壤、肠道等生境中微生物的种类的鉴定,能够更加快捷地获得更多微生物物种的全基因组序列。
表观遗传学检测
PacBio Sequel利用测序过程聚合酶反应的动力学变化,首次实现在测序的同时对碱基修饰进行直接测序。当碱基有额外修饰时,DNA聚合酶的合成速度会减慢,对应的信号会被检测出来。每种碱基修饰事件都会使聚合酶的“停顿模式”产生微小差异,最终反映到荧光脉冲信号的间隔上。
除了甲基化修饰,还可以检测5-hC、5-hmU、5-hU、1-mA、6-mA、8-oxoA、BPDE、6-mT、6-mG等碱基修饰,甚至可以鉴别传统亚硫酸氢盐测序法无法区分的甲基化修饰和羟甲基化修饰。
全基因组de novo测序
与二代测序最高不超过1 Kb的读长相比,PacBio-Sequel的长读长将有效解决短序列数据的拼接难题。
同时,与二代测序的样品模板需要扩增相比,PacBio-Sequel平台无需扩增,可直接对单个分子进行测序,有效避免了PCR扩增偏好性和GC偏好性,PacBio-Sequel可轻松跨越GC含量异常(过高或过低)及序列高度重复的区域,实现序列覆盖的完整性和均一性。
全基因组重测序&稀有变异鉴定
PacBio Sequel长读长测序Reads无GC偏好,能够全面获得基因组的遗传变异,包括SNP的鉴定、CNV/SV结构变异的检测等。
PacBio Sequel系统一般10小时即能完成测序,可应用至需要快速反馈的临床检测中,如细菌感染疾病中细菌的鉴定、病毒的鉴定等,取样并开展重测序,和目前已有的细菌、病毒基因组数据库进行比对鉴定即可。
细胞器基因组测序
叶绿体基因组和线粒体基因组序列都包含重复序列、反向重复序列等复杂结构,PacBio Sequel的长读长可直接跨越这些区域获得这些细胞器的全基因组序列信息等,基因组组装不依赖于是否有近缘物种的线粒体和叶绿体基因组信息,而重测序能够检测到更加全面的SNP及InDel信息。
参考文献
[1] Q. Pan, O. Shai, L. J. Lee, et al., Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing[J]. Nat Genet. 2008, 40(12):1413-1415.
[2] L. H. Boise, M. González-García, C. E. Postema, et al., bcl-x, a bcl-2-related gene that functions as a dominant regulator of apoptotic cell death[J]. Cell. 1993, 74(4):597-608.
[3] T. Steijger, J. F. Abril, P. G. Engstrom, et al., Assessment of transcript reconstruction methods for RNA-seq[J]. Nat Meth. 2013, 10(12):1177-1184.
[4] C. Schwerk and K. Schulze-Osthoff, Regulation of apoptosis by alternative pre-mRNA splicing[J]. Mol Cell. 2005, 19(1):1-13.
[5] I. Korf, Genomics: the state of the art in RNA-seq analysis[J]. Nat Meth. 2013, 10 (12):1165-1166.
[6] K. F. Au, V. Sebastiano, P. T. Afshar, et al., Characterization of the human ESC transcrip-tome by hybrid sequencing[J]. Pro Natl Acad Sci. 2013, 110(50): E4821 -E4830.
[7] S. Thomas, J. G. Underwood, E. Tseng, et al., Long-Read Sequencing of Chicken Transcripts and Identification of New Transcript Isoforms[J]. PloS ONE. 2014, 9(4):e94650.
[8] S. E. Abdel-Ghany, M. Hamilton, J. L. Jacobi, et al., A survey of the sorghum transcrip-tome using single-molecule long reads[J]. Nat Commun. 2016, 7:11706.