基于三代测序的微生物基因组解决方案

基于三代测序的微生物基因组解决方案
三代PacBio测序技术以其超长读长和无GC偏向的特点，解决了二代测序技术序列偏短以及无法很好拼接GC异常和高重复区域等诸多问题[1]。该技术无需PCR扩增，进一步降低了引入错误的可能性。

图1. 流程图（a 表示二代和三代混合组装；b 表示三代单独组装）

应用范围
细菌、真菌、病毒、线粒体、叶绿体和BAC；
已测序基因组框架图和精细图升级；

产品优势
解决GC异常、高重复基因组组装；
简单基因组完成图；
精确检测结构变异；
获得全基因组碱基修饰图谱；

菲沙优势
菲沙基因充分利用PacBio的技术优势，为您提供高准确率、高覆盖度的微生物基因组解决方案；根据不同基因组的特点，还可以提供基于PacBio三代测序的解决方案，或者PacBio三代和二代结合的解决方案；
硬件  Pacific Biosciences认证的亚洲唯一的PacBio测序服务提供商;
          最新PacBio RSII平台（平均读长8.5Kb），20Kb大片段文库构建；
软件  自主研发三代测序数据的分析软件ViarationBlast；

 

案例解析
1. 细菌的基因组完成图组装
根据基因组重复序列，对2267个细菌和古生菌进行分类。挑选其中具有代表性的物种分别用二代和三代数据进行基因组组装。结果显示三代组装结果明显优于二代；预测多数细菌和古生菌基因组能使用PacBio组装成完成图。

 

图2. 三类微生物基因组组装复杂性[2]

2. 叶绿体基因组组装——PacBio RS和Illumina测序之间的博弈
使用PacBio测序数据（10 Kb文库，平均读长1902 bp，320 X，无GC偏向性）组装成1条Contig，能跨越重复序列。使用Illumina（450-bp文库，9111 X）测序数据组装成7条Contig，无法组装重复序列。

图3. Illumina测序和PacBio测序GC偏向性比较[3]

 

参考文献
1. Flusberg, B.A. et al. Direct detection of DNA methylation during single-molecule, real-time sequencing. Nat Methods 7, 461-5 (2010).
2. Koren, S. et al. Reducing assembly complexity of microbial genomes with single-molecule sequencing. Genome Biol 14, R101 (2013).
3. Ferrarini, M. et al. An evaluation of the PacBio RS platform for sequencing and de novo assembly of a chloroplast genome. BMC Genomics 14, 670 (2013).

武汉菲沙基因信息有限公司位于武汉国家生物产业基地——光谷生物城，是一家集三维基因组学技术服务、第二代和第三代基因测序、生物信息软件开发、生物信息分析、基因组数据库搭建、分子标记开发、基因检测技术研发等生物信息上下游产业于一体的高新技术企业。菲沙基因联合国内外著名高校和科研机构，拥有一批国际知名的基因组学和生物信息学专家，致力于提供全球领先的生物信息技术服务。
依托国际先进的第二代和第三代高通量测序平台，以及20万亿次的高性能计算平台，菲沙基因可以针对人类健康、疾病防治、环境保护、动植物研究、微生物应用等不同领域的基因组学问题展开研究，能够为不同需求的合作伙伴提供包括实验设计、样品选取、测序策略，以及后续定制化信息分析在内的一站式、个性化整体解决方案。
随着科学技术的发展，即将到来的基因组学第三次浪潮——三维基因组研究，已经成为全球生物学界的科研焦点。菲沙基因在提供3C、4C、5C、Hi-C等三维基因组构象技术服务的基础上，在国内率先引进最新的染色质远程交互测序技术（ChIA-PET），为进一步研究基因组三维空间结构与功能提供了完整解决方案，能够协助合作伙伴在下一轮基因组研究浪潮中抢占学科发展的有利先机。
凭借全球领先的生物信息分析能力，菲沙基因已经以多种形式先后与国内外著名高校和科研机构展开了深度合作，合作伙伴包括杰克森实验室、西蒙菲沙大学、中国科学院、中国农科院、清华大学、上海交通大学、复旦大学、华中农业大学、第二军医大学、同济医院、上海东方肝胆外科医院等。
“以生物信息学助推生命科学的研究，以基因组医学促进人类健康的发展”是菲沙基因的使命；“成为生物信息学领域的引领者”是菲沙基因的愿景。我们期望与各领域的专家合作，制定最优的解决方案，提供快速、准确、专业的服务，共同迎接生命科学研究中的挑战。