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希望组发布全球⾸批Nanopore R10芯⽚实测数据

OxfordNanopore 2019-12-12

以下文章来源于希望组 ,作者GrandOmics


722日全球首批早期试用版Nanopore R10芯片抵达希望组测序中心,作为ONT公司投入商用的一种最新型的测序芯片,R10配有两对读取头,纳米孔通道更长,碱基信号读取更充分,测序准确度也因此得到极大提升!那么R10芯片性能到底如何?且看希望组Nanopore R10芯片实测数据!

1 具有新型纳米孔的R10芯片


我们在本次实验中共测试了两张R10芯片,分别检测了1个人类DNA标准样本,2个加了barcode的DMD阳性参考品混合样本。其中,两个阳性参考品分别为1个点突变及1个缺失突变。我们采用完全相同的实验方法对这两个样本的2.2Mb DMD基因全长区域进行富集,然后分别上机测序。


为了充分测试R10对于准确度的提升,在本次评测过程中,我们采用了实时高准确度(High-Accuracy)模式进行测序。实时测序结果显示,当测序仅开始半小时后,单张芯片产出已达到230Mb,对于单个DNA标准样本来说,相当于DMD基因全长100×的覆盖深度,已经满足后续分析的测序数据量。而当测序继续运行至约16小时后,两张芯片则分别产生3.3 Gb和3.9 Gb数据,远远超出单个样本所需数据量,这就为我们后续临床样本的检测提供了更多策略上的可能性。


R10实测下机数据展示


通过对测序数据的初步质控,R10芯片在read质量方面的表现令人惊艳不已:pass reads提供了平均超过Q20(99%)的质量值,而mapping后的reads准确度更是多数分布在95%以上!


图2 R10实测数据Pass read质量分布图

 

利用高质量R10数据检测DMD突变


杜氏肌营养不良(Duchenne Muscular Dystrophy,DMD)是一种常见的遗传性神经肌肉疾病,具有X连锁的隐性遗传模式。DMD基因全长2.2Mb位于X染色体上,是人类基因组中最大的基因之一,具有79个外显子,其突变类型主要包括:大片段的缺失或重复、微小突变(包括碱基的置换、重复、缺失或插入)和剪切区突变。由于DMD基因中有超过60%的突变均为大片段SV,为三代长读长测序的天然优势“战场”,那么接下来就随我们一起来看看高质量R10数据在检测DMD变异方面的能力吧!

 

我们对pass reads数据进行拆分,采用clairvoyante软件默认参数,在其中一个DMD阳性参考品中,成功检出一个C>T单碱基突变位点,排除掉少量由于拆分错误导致的reads错误比对,突变频率接近100%(图3)。


图3 检测到的SNV示意图

     

而对另外一个DMD阳性参考品采用sniffles软件默认参数进行比对时发现,在X染色体p21.1区段可以成功检测到一个26Kb的大片段deletion(图4)突变频率也接近100%,与参考基因组比对后可以清晰地看到reads的两个断点区域(图5)。

以上这两个结果都与我们的预期相符。


图4 大片段deletion示意图


图5 与参考基因组比对read断点示意图

 

从实测数据来看,Nanopore R10芯片不仅保持了ONT在大片段SV上的检测优势,同时在单碱基致病变异检测方面也展现出强大的潜力,在read准确度方面表现抢眼,一改之前大家对于三代测序单碱基质量差的印象,使得ONT在向临床诊断方向的应用又迈进了一大步。那么,R10还能带来哪些更亮眼的表现呢?希望组对于R10芯片的测评仍将继续进行,敬请期待!


Oxford Nanopore Technologies产品目前仅供研究使用,不用于诊断程序。


我们的目标:

使任何人,在任何地点,

能对任何生物进行分析。


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