高通量测序进行时--PromethION之未来组（GrandOmics）

From: 中国市场部 OxfordNanopore 2019-12-12

文章发于2018年11月6日

导读

PromethION是Oxford Nanopore的最高通量测序装置。我们很高兴邀请到北京希望组生物科技公司，实验生产负责人王洋，探讨PromethION应用于哪些研究以及取得的成果。

PromethION是Oxford Nanopore的最高通量测序装置，在设计不仅具备了实时、长读长、直接测序等特点，在产量上还可能与市场上最高通量的传统测序仪相匹敌。在经历了早期试用阶段后，于2018年5月正式开始商业化。

如果你想先了解什么是PromethION测序仪，以及目前

不断攀升中的用户数据产出，可先至延伸阅读“关于高通量测序仪PromethION，你想了解的都在这里"。

来自世界各地的科学家们一直在不断创造高产纳米孔测序的新记录。我国科学家们也不甘示弱，了解未来组都将PromethION应用于哪些研究，以及都取得了哪些成果。

点击边框调出视频工具条 https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?width=500&height=375&auto=0&vid=l0783zgwzk7

以下内容根据视频录制内容稿整理：

问题：你叫什么名字，在哪里工作，以及你在工作中的岗位是什么？

回答：我是王洋，工作在北京希望组生物科技公司，实验生产负责人。

问题：你使用 PromethION有多长时间了? 都提供哪些nanopore测序服务?

回答：我们是从2018年8月开始使用PromethION，我们的另一个科研品牌公司--未来组是从6月开始使用PromethION。

目前主要将nanopore测序技术应用于医学科研服务：DNA测序及直接 RNA测序；人基因组de novo及全基因组重测序；也有人体微生物方面的应用，如10万个细菌完成图项目等。

此外，我们另一个科研品牌公司--未来组，利用nanopore测序技术在动植物、细菌、真菌等基因组de novo测序，及扩增子测序等。

问题：你目前正在进行的研究和项目，以及计划如何使用PromethION?

回答：我主要来介绍两个项目：其中一个是华夏一号，我们的目的是要构建中国人自己的参考基因组。另外一个是华夏万人SV项目，这个也是基于PromethION的长读长的特性，我们想要做10万个人的结构变异的数据库。

问题：你认为使用PromethION主要能带来哪些好处，以及推荐使用的原因？

回答：PromethION的通量更高，每Run可产出Tb级的数据; 这大大提升了数据通量，使nanopore测序成本更低，使相同测序数据量所需的样本DNA量大大减少，进一步提升了测序的可行性。

使用nanopore测序技术的优势主要为：长读长可以跨过基因组上的重复区域，避免错误比对。无PCR过程，避免GC偏好；无需特殊建库即可检测甲基化修饰；且通量高。

问题：能否介绍一下目前你们所能得到的通量和读长长度？

回答：我们现在使用PromethION测序通量的最高记录是一个测序芯片产了111.02Gb；在保证样本质量的前提下，一个测序芯片至少可以产生超过60Gb的数据。

我们现在获得的人类样本通常N50都可以在20kb左右，而使用特殊的ultra-long建库方式可获得N50在60-90kb的读长长度。

问题：能否分享一些成功的案例？

回答：我司对于人类某家系全基因组测序，均使用约40ug未纯化DNA起始纯化建库，全部在4-5个PromethION 测序芯片内完成100X超过300Gb的测序数据。

而在ultra-long reads的测序研发方面，对某哺乳动物DNA进行PromethION ultra-long测序，N50达到96kb，最长读长超过1Mb，加了ultra-long reads后组装基因组contig N50从17Mb提升到41Mb，超过目前所有已发表动物基因组组装指标。

对某单子叶植物基因组DNA进行ultra-long建库并测序，单个PromethION 测序芯片产出9.5Gb，reads N50达60kb，最长读长达到516kb，实现了植物ultra-long研发的突破。

问题：你认为开始使用 PromethION有多容易?

回答：PromethION的建库过程相较之前的建库方式更简便，耗时更短，有基本的分子生物学操作知识的实验人员都可以很快上手，上机操作部分也仅与GridION有细微差别。同时，PromethION的48个测序通道相对独立对于测序工作的开展具有极大的便利。

小知识：

纳米孔读长长度=输入片段长度

纳米孔处理样品中的整个DNA或RNA片段，用户可以通过所使用的文库制备实验方案来控制片段长度。例如，目前DNA片段长度最高记录为>2 Mb。与环状测序方法相比，纳米孔读长长度是样品中得到的完整片段长度，而不是较小片段的多次重复通过的总和。Nanopore用户常规报告读长N50超过30kb。

**读长N50指的是一半数据包含在可对齐长度大于此值的读取中的值。使用典型（非靶向）样品制备方法，纳米孔读数将均匀地分散在基因组中以均匀覆盖。

实时

添加样本后几秒内可以开始获取数据，实验的开始和停止由使用者掌控，快速及早知晓样本状态。

直接测序

支持测序天然DNA和RNA，无需拷贝扩增，获取碱基修饰信息，并可利用长读长对修饰碱基进行单倍型分析（phasing）。

精简的文库制备