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【三代测序传】——复杂种群研究

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浏览:- 发布日期:2017-09-11 09:25:38【

鉴定病毒种群

  • 具有独特单倍体混合物的去卷积;

  • 跟踪病毒种群的进化和系统发育;

  • 鉴定和量化微小的变异;

  • 完整装配大型病毒基因组

病毒存在于每个个体的复杂混合物中,并且对该群体内每种病毒变体的分辨能力对于了解进化、耐药性突变的发展和免疫逃逸至关重要。鉴于共存的分离物可能只会通过分散在其基因组中的少量变化而不同,混合物中密切相关的变异体的区分就非常具有挑战性。

特色研究:开发全长HIV包膜测序和分析方案

利用SMRT测序对艾滋病病毒从单个病毒的病毒感染到时间的演变和多样化进行了综合性的研究。SMRT测序得到的HIV env的系统发生与以前Sanger测序得到的是一致的。由于HIVenv是中和抗体的主要目标,这一信息将为病毒发病机制和免疫逃逸提供前所未有的见解。了解更多

鉴定微生物群落
  • 利用全长序列解决微生物群落组成和系统发育;

  • 在质量更高的contig中发现新的基因和基因簇;

  • 利用更好的基因组组装鉴定群落内成员的功能;

  • 利用表观基因组数据将重叠群和密切相关菌株的质粒相关联。

微生物生存于我们周围、我们身上、我们体内,复杂的微生物群落会对生物健康和环境健康造成影响。为了理解这些群落发挥的功能,我们需要能够详细了解群落中每种微生物的研究手段,需要能得到其完整的基因组信息。其他测序技术往往受到短读长/偏好性的限制(这会导致组装不完整),在功能研究、种级别的鉴定方面都有局限性。

Sequel系统可表征完整的微生物群落信息,包括完整的基因组组装、移动组分(MobileElement)的鉴定、噬菌体、甲基化数据等。

无论是用16srRNA,还是用全基因组鸟枪法进行的宏基因组研究,二者都受益于SMRT测序都长读长,可以实现种级分辨率或完整的高精度基因组组装。

特色研究:实现全长16s rRNA测序的种级别分辨率[1]

科学家们使用全长16S rRNA SMRT测序来鉴定盲肠、水和土壤中的微生物群落。其分辨率达到属/主要分类群和物种级别。

检测体细胞变异
  • 检测出频率低至1%的SNV;

  • 区分多克隆与复合突变;

  • 检测基因融合转录本中的剪接变体;

  • 发现基因组不稳定区域的每个断点。

肿瘤样本通常含有许多独特的、不断发展的基因组,了解复杂的癌细胞群是如何在响应治疗的过程中适应的,是癌症研究的重点。在应用三代测序技术之前,鉴定癌症样品中存在的突变的范围主要受限于独立SNP的检测,这样就很难研究共存突变或更大的结构变化。

Sequel系统产生的读数足够长,可以跨越全长的转录物,并允许立即检测复合突变和剪接同种型。

特色研究:综合观察BCR-ABL1融合基因突变[2]

SMRT测序提供了参与慢性骨髓性白血病治疗抗性的BCR-ABL1融合基因中突变的克隆分布的完整视图。作者确定了几种标准临床检测未发现的突变和新型转录本异构体。PacBio测序提供复合突变克隆和同种型克隆的分布频率。

参考文献

[1] Bowman B, Kin M, Cho Y J, et al. Long-read, single molecule, real-time (SMRT) DNA sequencing for metagenomic applications[J]. Metagenomics for microbiology, J. Izard and M. Rivera, eds, 2015: 25-38.

[2] Cavelier L, Ameur A, H?ggqvist S, et al. Clonal distribution of BCR-ABL1 mutations and splice isoforms by single-molecule long-read RNA sequencing[J]. BMC cancer, 2015, 15(1): 45.

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