Sådan gør du Stor DNA Fragment Selection-teknologi i NGS-sekventering

Udvælgelsesteknologi for store DNA-fragmenter spiller en afgørende rolle i NGS-sekventering, især i strukturel variant detektion, genom samling, og haplotypeanalyse. Nedenfor er dens kerneapplikationer og tekniske principper:：

jeg. Applikationsscenarier

Strukturel variant (SV) Opdagelse

Udfordring: Konventionel kortlæst sekvensering (f.eks., Illumina) kæmper for præcist at fange varianter >1 kb (indsættelser, sletninger, inversioner, translokationer).

Løsning: Ved at udvælge store DNA-fragmenter (10–50 kb) til biblioteksbyggeri, kombineret med langlæst sekvensering (PacBio/Nanopore) eller linked-read analyse, komplekse SV'er, der spænder over gentagne regioner, kan løses.

Eksempel: Fusionsbegivenheder i cancergenomer (f.eks., *ALK-EML4*) kræver ofte store fragmenter af data.

Genomsamling af høj kvalitet

Udfordring: Kortlæste data fører ofte til monteringsfejl i gentagne områder, forårsager genomfragmentering.

Løsning: Store fragmenter (f.eks., Fosmid biblioteker) give lang rækkevidde fysisk forbindelse, muliggør kontinuerlig stilladsmontering (5–10× forbedring i N50).

Eksempel: T2T-konsortiet fyldte finalen 8% hul i det menneskelige referencegenom ved hjælp af Hi-C og ultra-long-read-teknologier.

Haplotype fasering

Udfordring: Kortlæst sekventering mislykkes i at bevare allelbinding på heterozygote steder.

Løsning: Stregkode-baserede teknologier (f.eks., 10X Genomics) rekonstruere haplotypeblokke, der spænder over hundreder af kb.

Værdi: Kritisk for HLA-typning og identifikation af sygdomsfremkaldende genbindinger.

II. Kerneudvælgelsesteknologier

1. Fysiske adskillelsesmetoder

Pulse Field Gel Elektroforese (PFGE): Adskiller fragmenter >50 kb til metagenomisk eller kompleks prøvescreening.

Magnetisk perlevalg (SPRIselect): Genopretter specifikke fragmentstørrelser (f.eks., 0.1–10 kb eller >15 kb) ved at justere perle-til-prøve-forhold.

2. Stregkode-baseret berigelse

10X Genomics Chromium: Indkapsler DNA-fragmenter i oliedråber, mærkning af korte læsninger fra det samme store fragment med stregkoder.

TELL-Seq/Linked-Reads: Bruger mikrofluidik til virtuel lang-fragment rekonstruktion kl 50% lavere pris end 10X.

3. Cirkulariseringsbaseret amplifikation

Loop Genomics: DNA-fragmenter cirkulariseres og amplificeres via rullende cirkelreplikation, bevare fysisk tilknytning til standard NGS-platforme.

III. Fordele vs. Konventionelle metoder

IV. Udfordringer og optimering

Høj DNA-kvalitet påkrævet: Har brug for intakt DNA (DV200 >50%), inkompatibel med FFPE-prøver til Udvikling af ekstraktionssæt med lav skade.

Omkostningskontrol: Langlæst sekvensering forbliver dyr for hybridstrategier (f.eks., Linked-Reads og Illumina) reducere omkostningerne.

Opgraderinger af bioinformatik: Der er brug for specialværktøj (f.eks., Canu til montering, HapCUT2 til faseinddeling).

V. Repræsentative ansøgninger

COVID-19 sporing: Nanopore-sekventering og magnetisk perlevalg (>20 kb fragmenter) hurtigt løste SARS-CoV-2-genomer og rekombinationshændelser.

Genetisk sygdomsdiagnose: 10X Genomics påviste SMN1 exon 7 sletninger, undgå interferens fra SMN2.

Plantegenomik: I byggenomsamling, BAC biblioteker (40–100 kb) øget Contig N50 til 486 kb.

Konklusion

Stort DNA-fragmentudvælgelse overvinder begrænsningerne ved kortlæst NGS ved at give lang rækkevidde genomisk kontekst. Med fremskridt inden for stregkodning (f.eks., TELL-Seq) og lokaliserede platforme (f.eks., MGI CoolMPS), denne teknologi vil accelerere anvendelser inden for klinisk diagnostik, evolutionære undersøgelser, og præcisionsavl.

Leverandør

Shanghai Lingjun Biotechnology Co., Ltd.blev etableret i 2016 som er en professionel producent af biomagnetiske materialer og nukleinsyreekstraktionsreagenser.

Vi har stor erfaring med udvinding og oprensning af nukleinsyre, proteinoprensning, celleadskillelse, kemiluminescens, og andre tekniske områder.

Vores produkter er meget udbredt inden for mange områder, såsom medicinsk test, genetisk testning, universitetsforskning, genetisk avl, og så videre. Vi leverer ikke kun produkter, men kan også påtage os OEM, ODM, og andre behov. Hvis du har et relateret behov, er du velkommen til at kontakte os .