Bagaimana teknologi Pemilihan Serpihan DNA Besar dalam Penjujukan NGS

Teknologi pemilihan serpihan DNA yang besar memainkan peranan penting dalam penjujukan NGS, terutamanya dalam pengesanan varian struktur, perhimpunan genom, dan analisis haplotype. Berikut ialah aplikasi teras dan prinsip teknikalnya:：

saya. Senario Aplikasi

Varian Struktur (SV) Pengesanan

Cabaran: Urutan bacaan pendek konvensional (cth., Illumina) berjuang untuk menangkap varian dengan tepat >1 kb (sisipan, pemadaman, penyongsangan, translokasi).

Penyelesaian: Dengan memilih serpihan DNA yang besar (10–50 kb) untuk pembinaan perpustakaan, digabungkan dengan urutan bacaan panjang (PacBio/Nanopore) atau analisis bacaan berpaut, SV kompleks yang merangkumi kawasan berulang boleh diselesaikan.

Contoh: Peristiwa gabungan dalam genom kanser (cth., *ALK-EML4*) selalunya memerlukan data serpihan besar.

Perhimpunan Genom Berkualiti Tinggi

Cabaran: Data bacaan pendek sering membawa kepada ralat pemasangan di kawasan berulang, menyebabkan pemecahan genom.

Penyelesaian: Serpihan besar (cth., Perpustakaan Fosmid) menyediakan hubungan fizikal jarak jauh, membolehkan pemasangan perancah berterusan (5–10× peningkatan dalam N50).

Contoh: Konsortium T2T memenuhi perlawanan akhir 8% jurang dalam genom rujukan manusia menggunakan teknologi Hi-C dan ultra-panjang-baca.

Fasa Haplotaip

Cabaran: Penjujukan bacaan pendek gagal mengekalkan kaitan alel di tapak heterozigot.

Penyelesaian: Teknologi berasaskan kod bar (cth., 10X Genomik) membina semula blok haplotaip yang merangkumi ratusan kb.

Nilai: Kritikal untuk menaip HLA dan mengenal pasti hubungan gen yang menyebabkan penyakit.

II. Teknologi Pemilihan Teras

1. Kaedah Pemisahan Fizikal

Elektroforesis Gel Medan Nadi (PFGE): Mengasingkan serpihan >50 kb untuk pemeriksaan sampel metagenomik atau kompleks.

Pemilihan Manik Magnet (SPRIselect): Memulihkan saiz serpihan tertentu (cth., 0.1–10 kb atau >15 kb) dengan melaraskan nisbah manik kepada sampel.

2. Pengayaan Berasaskan Kod Bar

10X Genomics Chromium: Membungkus serpihan DNA dalam titisan minyak, melabelkan bacaan pendek daripada serpihan besar yang sama dengan kod bar.

TELL-Seq/Linked-Reads: Menggunakan mikrobendalir untuk pembinaan semula serpihan panjang maya di 50% kos lebih rendah daripada 10X.

3. Penguatan Berasaskan Pekeliling

Gelung Genom: Serpihan DNA dikelilingi dan dikuatkan melalui replikasi bulatan bergolek, memelihara kedekatan fizikal untuk platform NGS standard.

III. Kelebihan vs. Kaedah Konvensional

IV. Cabaran dan Pengoptimuman

Kualiti DNA Tinggi Diperlukan: Memerlukan DNA yang utuh (DV200 >50%), tidak serasi dengan sampel FFPE untuk Pembangunan kit pengekstrakan kerosakan rendah.

Kawalan Kos: Penjujukan bacaan lama kekal mahal untuk strategi Hibrid (cth., Dipaut-Baca dan Illumina) mengurangkan kos.

Peningkatan Bioinformatik: Alat khusus diperlukan (cth., Canu untuk perhimpunan, HapCUT2 untuk fasa).

V. Permohonan Perwakilan

Pengesanan COVID-19: Urutan nanopore dan pemilihan manik magnetik (>20 serpihan kb) menyelesaikan dengan pantas genom SARS-CoV-2 dan peristiwa penggabungan semula.

Diagnosis Penyakit Genetik: 10X Genomics mengesan ekson SMN1 7 pemadaman, mengelak gangguan daripada SMN2.

Genomik Tumbuhan: Dalam pemasangan genom barli, perpustakaan BAC (40–100 kb) meningkat Contig N50 kepada 486 kb.

Kesimpulan

Pemilihan serpihan DNA yang besar mengatasi batasan NGS yang dibaca pendek dengan menyediakan konteks genomik jarak jauh. Dengan kemajuan dalam pengekodan bar (cth., TELL-Seq) dan platform setempat (cth., MGI CoolMPS), teknologi ini akan mempercepatkan aplikasi dalam diagnostik klinikal, kajian evolusi, dan pembiakan ketepatan.

Pembekal

Shanghai Lingjun Biotechnology Co., Ltd.ditubuhkan pada 2016 yang merupakan pengilang profesional bahan biomagnet dan reagen pengekstrakan asid nukleik.

Kami mempunyai pengalaman yang kaya dalam pengekstrakan dan penulenan asid nukleik, penulenan protein, pemisahan sel, chemiluminescence, dan bidang teknikal yang lain.

Produk kami digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, seperti ujian perubatan, ujian genetik, penyelidikan universiti, pembiakan genetik, dan seterusnya. Kami bukan sahaja menyediakan produk tetapi juga boleh menjalankan OEM, ODM, dan keperluan lain. Jika anda mempunyai keperluan yang berkaitan, sila hubungi kami .