今天是第34个教师节,小编先祝各位老师节日快乐,经费多多,paper多多!
文末留言有好礼,别走开哦~
还记得八月份我们公司的大事件么?牛津纳米孔公司与本公司达成长期合作啦~伴随着开学,无论是在楼道的宣传海报、还是实验室座位上的彩页、亦或是无聊时刷朋友圈,Nanopore这个词,越来越频繁的出现在大家面前。作为测序界新晋“网红”,Nanopore为何如此火爆?它究竟是什么样的测序技术?如何应用于转录组学?带着以上这些疑问,跟随小编的步伐,一起聊聊Nanopore家的那些事儿~
近年来,随着高通量测序技术的发展,测序成本不断下降,转录组测序已经成为研究基因表达调控的主要手段。然而,传统的二代测序技术由于读长短,使得组装出来的unigene拼接较短、转录本结构不完整。如何兼顾高通量和读长长的优势,则为新一代测序仪提供了市场入口。
第三代单分子实时测序技术由此应运而生,主要分为两大技术阵营:2011年PacBio公司推出了PacBio RS单分子实时测序仪,通过对单分子合成中的碱基磷酸基团上的荧光信号进行识别,并转换为碱基信息。紧随其后,2012年Oxford NanoporeTechnologies(ONT)公司推出世界上唯一的采用纳米孔技术,将电信号转化为碱基序列的商业测序仪。其测序原理可概述为:通过对膜两侧施加电位,产生电势差,一侧的RNA/cDNA单链分子则会通过纳米孔进入另一侧,从而产生特征性离子变化电流。
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利用ONT平台发表的文章如雨后春笋,那么,Nanopore进行全长转录组测序优势在哪:
1.无需打断,可直接读取从5’端到3’端polyA尾的高质量单个RNA分子全长序列(包含5’和3’UTR区)
2.测序读长长:通常在在几十kb、上百kb以上,最新的数据显示单次最长读长已高于2Mb,实现reads长度数量级的跨越
3. 数据可实时分析:电信号数据一旦产生,即可获得想要的序列信息
4.不具有GC含量特异性和PCR扩增而产生的碱基偏好性,能够直接读取出序列的甲基化等修饰信息
5.定性分析:准确鉴定可变剪接、融合基因、基因家族和转录起始位点等,数据丰富度高
6.性价比高:测序价格低、通量高,充分融合二代和三代优势,可同时进行定量和定性分析
简要概之,Nanopore测序技术可谓是占尽了二代和三代的优点,短短几年的时间,芯片和软件不断更新迭代,迅速打入了测序市场。下面再跟着小编看一看,近年来,全球科学家都用这独一无二的纳米孔技术做了哪些研究吧~
2015年,研究人员以果蝇的Dscam1基因为例,对其存在的19008种可变剪切形式,利用MinION测序仪检测到超过7000种可变剪切形式,而这样的结果则是利用NGS的测序技术不能获得的[1]。
2017年,研究人员对单个的鼠B细胞进行测序,并经Mandalorion分析,鉴定到数千个未注释的转录起始位点和终止位点,以及数百个可变剪切事件。该研究结果表明,通过Nanopore测序不仅可以识别复杂的isoforms,而且还能定量其表达水平[2]。
Direct RNA测序技术的产生,使得科学家们不单单能用cDNA进行测序,更是能直接对RNA进行测序。2018年,研究人员对酵母转录组率先使用Direct RNA sequencing 技术进行测序,发现比对到转录组上的reads 为79.29% ;cDNA文库比对为90.36%;Illumina数据比对reads为79.32%,并鉴定到m6A和5-mC两种RNA修饰 [3]。
2018年Piroon Jenjaroenpun等利用direct RNA方法对酿酒酵母进行全转录测序,葡萄糖条件下的酵母共计获得~509 Mb数据量,包含约530,000高质量reads,其中N50为1,150bp;乙醇条件下的酵母共计获得~623 Mb数据,包含约623,000 高质量reads,其中N50为1,263 bp。该技术的比对率为88%,错误率为12%,其中大于70%的转录本长度为全长。除此之外还鉴定到多种RNA类型(端粒RNA、多聚腺苷RNA、腺苷核糖体RNA等)和5’&3’UTRs区域[4]。
百迈客公司作为国内测序行业领先企业,致力于将最前沿测序技术提供给科研者。目前百迈客已引入Oxford Nanopore平台,拥有MinION、GridION X5和PromethION三种型号全套纳米孔测序仪。
经过半年积累,RNA-seq平台测试和信息流程的不断优化,Nanopore全长转录组测序服务终于和大家见面啦~
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小编将会为大家持续带来Nanopore全长转录组的饕餮盛宴,惊喜不断,敬请期待!
参考文献:
[1]Bolisetty M T, Rajadinakaran G, Graveley B R.Determining exon connectivity in complex mRNAs by nanopore sequencing[J].Genome Biology, 2015, 16(1):204.
[2]Byrne A, Beaudin A E, Olsen H E, et al. Nanoporelong-read RNAseq reveals widespread transcriptional variation among the surfacereceptors of individual B cells[J]. Nature Communications, 2017, 8:16027.
[3] Garalde D R, Snell E A, Jachimowicz D, et al. Highlyparallel direct RNA sequencing on an array of nanopores.[J]. Nature Methods,2018, 15(3).
[4] Jenjaroenpun P, Wongsurawat T, Pereira R, et al.Complete genomic and transcriptional landscape analysis using third-generationsequencing: a case study of Saccharomyces cerevisiae CEN.PK113-7D.[J]. NucleicAcids Research, 2018, 46(7).