Hoe werkt de technologie voor selectie van grote DNA-fragmenten in NGS-sequencing?

Technologie voor selectie van grote DNA-fragmenten speelt een cruciale rol bij NGS-sequencing, vooral bij de detectie van structurele varianten, genoom assemblage, en haplotype-analyse. Hieronder vindt u de belangrijkste toepassingen en technische principes:：

I. Toepassingsscenario's

Structurele variant (SV) Detectie

Uitdaging: Conventionele korte-leessequencing (bijv., Illumina) moeite heeft om varianten nauwkeurig vast te leggen >1 kb (invoegingen, verwijderingen, inversies, translocaties).

Oplossing: Door grote DNA-fragmenten te selecteren (10–50 KB) voor bibliotheekbouw, gecombineerd met long-read sequencing (PacBio/Nanopore) of gekoppelde leesanalyse, complexe SV's die repetitieve regio's overspannen, kunnen worden opgelost.

Voorbeeld: Fusiegebeurtenissen in kankergenomen (bijv., *ALK-EML4*) vereisen vaak gegevens met grote fragmenten.

Hoogwaardige genoomassemblage

Uitdaging: Kort gelezen gegevens leiden vaak tot montagefouten in repetitieve gebieden, genoomfragmentatie veroorzaken.

Oplossing: Grote fragmenten (bijv., Fosmide-bibliotheken) zorgen voor fysieke verbinding over lange afstand, waardoor een continue steigermontage mogelijk is (5–10× verbetering in N50).

Voorbeeld: Het T2T Consortium vulde de finale 8% kloof in het menselijke referentiegenoom met behulp van Hi-C en ultra-long-read-technologieën.

Haplotype fasering

Uitdaging: Short-read sequencing slaagt er niet in de allelische koppeling op heterozygote locaties te behouden.

Oplossing: Op streepjescodes gebaseerde technologieën (bijv., 10X Genomica) reconstrueer haplotypeblokken van honderden kb.

Waarde: Cruciaal voor HLA-typering en het identificeren van ziekteverwekkende genkoppelingen.

II. Kernselectietechnologieën

1. Fysieke scheidingsmethoden

Pulsveldgelelektroforese (PFGE): Scheidt fragmenten >50 kb voor metagenomische of complexe monsterscreening.

Magnetische kraalselectie (SPRIselect): Herstelt specifieke fragmentgroottes (bijv., 0.1–10 kb of >15 kb) door de kraal-tot-monsterverhoudingen aan te passen.

2. Op streepjescodes gebaseerde verrijking

10X Genomics Chroom: Kapselt DNA-fragmenten in oliedruppeltjes in, korte leesbewerkingen van hetzelfde grote fragment labelen met streepjescodes.

TELL-Seq/Linked-Reads: Maakt gebruik van microfluïdica voor virtuele reconstructie van lange fragmenten 50% lagere kosten dan 10X.

3. Op circularisatie gebaseerde versterking

Loop Genomica: DNA-fragmenten worden circulair gemaakt en geamplificeerd via replicatie van rollende cirkels, behoud van fysieke nabijheid voor standaard NGS-platforms.

III. Voordelen versus. Conventionele methoden

IV. Uitdagingen en optimalisatie

Hoge DNA-kwaliteit vereist: Heeft intact DNA nodig (DV200 >50%), onverenigbaar met FFPE-monsters voor de ontwikkeling van extractiekits met lage schade.

Kostenbeheersing: Long-read sequencing blijft duur voor hybride strategieën (bijv., Linked-Reads en Illumina) kosten verlagen.

Bio-informatica-upgrades: Gespecialiseerd gereedschap nodig (bijv., Canu voor montage, HapCUT2 voor fasering).

V. Representatieve toepassingen

COVID-19-tracering: Nanopore-sequencing en selectie van magnetische kralen (>20 kb-fragmenten) snel opgeloste SARS-CoV-2-genomen en recombinatiegebeurtenissen.

Diagnose van genetische ziekten: 10X Genomics heeft SMN1-exon gedetecteerd 7 verwijderingen, interferentie van SMN2 vermijden.

Genomica van planten: Bij de assemblage van het gerstgenoom, BAC-bibliotheken (40–100 KB) verhoogde Contig N50 naar 486 kb.

Conclusie

De selectie van grote DNA-fragmenten overwint de beperkingen van short-read NGS door genomische context op lange afstand te bieden. Met vooruitgang op het gebied van barcodes (bijv., TELL-Seq) en gelokaliseerde platforms (bijv., MGI CoolMPS), deze technologie zal toepassingen in de klinische diagnostiek versnellen, evolutionaire studies, en precisieveredeling.

Leverancier

Shanghai Lingjun Biotechnologie Co., Ltd.werd opgericht in 2016 dat een professionele fabrikant is van biomagnetische materialen en reagentia voor nucleïnezuurextractie.

We hebben een rijke ervaring in de extractie en zuivering van nucleïnezuren, eiwit zuivering, cel scheiding, chemiluminescentie, en andere technische gebieden.

Onze producten worden op veel gebieden veel gebruikt, zoals medische testen, genetische testen, universitair onderzoek, genetische veredeling, enzovoort. Wij leveren niet alleen producten, maar kunnen ook OEM ondernemen, ODM, en andere behoeften. Als u een gerelateerde behoefte heeft, Neem gerust contact met ons op .