Bagaimana teknologi Seleksi Fragmen DNA Besar dalam NGS Sequencing

Teknologi pemilihan fragmen DNA yang besar memainkan peran penting dalam pengurutan NGS, khususnya dalam deteksi varian struktural, perakitan genom, dan analisis haplotipe. Di bawah ini adalah aplikasi inti dan prinsip teknisnya:：

SAYA. Skenario Aplikasi

Varian Struktural (SV) Deteksi

Tantangan: Urutan baca singkat konvensional (misalnya, menerangi) kesulitan menangkap varian secara akurat >1 kb (sisipan, penghapusan, inversi, translokasi).

Larutan: Dengan memilih fragmen DNA yang besar (10–50 kb) untuk pembangunan perpustakaan, dikombinasikan dengan urutan yang sudah lama dibaca (PacBio/Nanopore) atau analisis baca tertaut, SV kompleks yang mencakup wilayah berulang dapat diselesaikan.

Contoh: Peristiwa fusi dalam genom kanker (misalnya, *ALK-EML4*) sering kali membutuhkan data dengan fragmen besar.

Perakitan Genom Berkualitas Tinggi

Tantangan: Data yang dibaca secara singkat sering kali menyebabkan kesalahan perakitan di wilayah yang berulang, menyebabkan fragmentasi genom.

Larutan: Fragmen besar (misalnya, perpustakaan fosmid) memberikan hubungan fisik jangka panjang, memungkinkan perakitan perancah terus menerus (5–10× peningkatan pada N50).

Contoh: Konsorsium T2T mengisi final 8% kesenjangan dalam genom referensi manusia menggunakan teknologi Hi-C dan membaca ultra-panjang.

Pentahapan Haplotipe

Tantangan: Urutan baca singkat gagal mempertahankan hubungan alelik di situs heterozigot.

Larutan: Teknologi berbasis barcode (misalnya, 10X Genomik) merekonstruksi blok haplotype yang mencakup ratusan kb.

Nilai: Penting untuk pengetikan HLA dan mengidentifikasi hubungan gen penyebab penyakit.

II. Teknologi Seleksi Inti

1. Metode Pemisahan Fisik

Elektroforesis Gel Medan Pulsa (PFGE): Memisahkan fragmen >50 kb untuk penyaringan sampel metagenomik atau kompleks.

Pemilihan Manik Magnetik (SPRIpilih): Memulihkan ukuran fragmen tertentu (misalnya, 0.1–10 kb atau >15 kb) dengan menyesuaikan rasio manik-ke-sampel.

2. Pengayaan Berbasis Barcode

10X Genomik Kromium: Merangkum fragmen DNA dalam tetesan minyak, memberi label bacaan singkat dari fragmen besar yang sama dengan kode batang.

KATAKAN-Seq/Bacaan Tertaut: Menggunakan mikrofluida untuk rekonstruksi fragmen panjang virtual di 50% biaya lebih rendah dari 10X.

3. Amplifikasi Berbasis Sirkularisasi

Lingkaran Genomik: Fragmen DNA diedarkan dan diperkuat melalui replikasi lingkaran bergulir, menjaga kedekatan fisik untuk platform NGS standar.

AKU AKU AKU. Keuntungan vs. Metode Konvensional

IV. Tantangan dan Optimasi

Diperlukan Kualitas DNA Tinggi: Membutuhkan DNA utuh (DV200 >50%), tidak kompatibel dengan sampel FFPE untuk Pengembangan kit ekstraksi dengan kerusakan rendah.

Pengendalian Biaya: Pengurutan yang sudah lama dibaca tetap mahal untuk strategi Hibrid (misalnya, Bacaan Tertaut dan Illumina) mengurangi biaya.

Peningkatan Bioinformatika: Diperlukan alat khusus (misalnya, Canu untuk perakitan, HapCUT2 untuk pentahapan).

V. Aplikasi Perwakilan

Pelacakan COVID-19: Urutan nanopori dan pemilihan manik magnetik (>20 fragmen kb) menyelesaikan genom SARS-CoV-2 dan peristiwa rekombinasi dengan cepat.

Diagnosis Penyakit Genetik: 10X Genomics mendeteksi ekson SMN1 7 penghapusan, menghindari gangguan dari SMN2.

Genomik Tumbuhan: Dalam perakitan genom jelai, perpustakaan BAC (40–100 kb) meningkatkan Contig N50 menjadi 486 kb.

Kesimpulan

Seleksi fragmen DNA yang besar mengatasi keterbatasan NGS yang dibaca pendek dengan menyediakan konteks genomik jangka panjang. Dengan kemajuan dalam barcode (misalnya, KATAKAN-Seq) dan platform yang dilokalkan (misalnya, MPS Keren MGI), teknologi ini akan mempercepat penerapan dalam diagnostik klinis, studi evolusi, dan pemuliaan presisi.

Pemasok

Shanghai Lingjun Bioteknologi Co., Ltd.didirikan pada 2016 yang merupakan produsen profesional bahan biomagnetik dan reagen ekstraksi asam nukleat.

Kami memiliki pengalaman yang kaya dalam ekstraksi dan pemurnian asam nukleat, pemurnian protein, pemisahan sel, kimialuminesensi, dan bidang teknis lainnya.

Produk kami banyak digunakan di berbagai bidang, misalnya tes kesehatan, pengujian genetik, penelitian universitas, pemuliaan genetik, dan sebagainya. Kami tidak hanya menyediakan produk tetapi juga dapat melakukan OEM, ODM, dan kebutuhan lainnya. Jika Anda memiliki kebutuhan terkait, jangan ragu untuk menghubungi kami .