二代測序——基因組測序該測幾個G？②

人類全外顯子組測序

人類全外顯子組*占基因組的1%-2%，大小約為30M-60M左右，但通常需要較高的測序深度來確保外顯子區(qū)域的變異檢測準(zhǔn)確性，一般測序深度在100X-200X之間，數(shù)據(jù)量大約在3G-12G左右。全外顯子組測序主要關(guān)注編碼蛋白質(zhì)的外顯子區(qū)域，能夠高效地檢測出與疾病相關(guān)的基因突變，常用于遺傳病的診斷、**基因突變篩查等研究。

動植物基因組測序

常見動植物：對于一些常見的動植物物種，如水稻、小鼠等，其基因組大小與人類基因組相近或更小。全基因組測序時，測序深度一般在10X-30X左右，數(shù)據(jù)量在30G-90G之間。如果是進(jìn)行重測序或特定性狀相關(guān)的研究，測序深度可根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整。

復(fù)雜基因組的動植物：部分動植物的基因組較大且復(fù)雜，例如某些魚類、植物的多倍體物種等，其基因組大小可能達(dá)到數(shù)G甚至數(shù)十G。對于這類物種的全基因組測序，測序深度可能在5X-10X左右，數(shù)據(jù)量也會因基因組大小而異，從幾十G到數(shù)百G不等。 二代測序即高通量測序技術(shù)。南京嘉安健達(dá)二代測序應(yīng)用

宏基因組二代測序，你了解多少？

宏基因組二代測序（mNGS）是一項覆蓋病原譜廣且高通量的檢測技術(shù)，已在臨床領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對于血液病患者，病原mNGS通過對樣本快速高通量測序，可以獲得更準(zhǔn)確、相對無偏倚的病原信息，對病原診斷起到積極的作用，尤其對傳統(tǒng)微生物學(xué)檢測未覆蓋到或檢測周期較長、陽性率較低的病原可提高檢出率。對于臨床相關(guān)樣本應(yīng)首先完善傳統(tǒng)微生物學(xué)檢測，病理、無菌標(biāo)本培養(yǎng)仍然是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，病原mNGS是對傳統(tǒng)微生物學(xué)檢測的有力補(bǔ)充和延展而非替代。病原mNGS的報告解讀應(yīng)充分評估檢出微生物的致病性、流行病學(xué)、生物信息學(xué)信息，同時在結(jié)合患者臨床特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合判斷。 湖北嘉安健達(dá)二代測序提供二代測序是2005年以后開始的嗎？

二代測序—全外顯子測序的優(yōu)勢

針對性強(qiáng)：它主要聚焦于基因組中編碼蛋白質(zhì)的區(qū)域，這部分區(qū)域雖然只占整個基因組的 1 - 2% 左右，但包含了大部分與疾病相關(guān)的突變。例如，在研究孟德爾遺傳病時，很多致病突變都位于外顯子區(qū)域，通過全外顯子測序可以更高效地找到這些突變。

成本效益高：相比于全基因組測序，全外顯子測序的成本相對較低。因為它不需要對整個基因組（包括大量的非編碼區(qū)域）進(jìn)行測序，在一定程度上減少了數(shù)據(jù)量和測序成本，同時又能獲取大部分有重要功能意義的遺傳信息。

二代測序——轉(zhuǎn)錄組測序的實(shí)驗流程（下）

測序

根據(jù)研究需求和預(yù)算選擇合適的測序平臺，如 Illumina 測序平臺。它的測序原理主要是邊合成邊測序（SBS）。在測序過程中，dNTP（脫氧核糖核苷三磷酸）帶有不同顏色的熒光標(biāo)記，當(dāng)新的 dNTP 加入到正在合成的 DNA 鏈時，通過檢測熒光信號來確定堿基類型，從而讀取 cDN**段的序列。測序深度（覆蓋度）也是一個重要參數(shù)，一般來說，測序深度越高，檢測到的低表達(dá)轉(zhuǎn)錄本的概率就越大，但成本也會相應(yīng)增加。

數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是第一步，要去除低質(zhì)量的 reads（如含有較多不確定堿基 “N” 的 reads）和接頭序列。然后將高質(zhì)量的 reads 比對到參考基因組或轉(zhuǎn)錄組上，常用的比對軟件有 TopHat、STAR 等。在確定了 reads 的位置后，就可以計算轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)量，常用的方法有 RPKM（Reads Per Kilobase of exon model per Million mapped reads）、FPKM（Fragments Per Kilobase of exon model per Million mapped fragments）等。此外，還可以進(jìn)行差異表達(dá)分析，找出在不同樣本條件下（如疾病組和健康組）表達(dá)量有***差異的轉(zhuǎn)錄本，用于后續(xù)的功能注釋和通路分析，了解這些轉(zhuǎn)錄本可能參與的生物學(xué)過程和信號通路。 二代測序廣泛應(yīng)用于基因組學(xué)研究。

二代測序——轉(zhuǎn)錄組測序的實(shí)驗流程（上）

樣本采集和 RNA 提取

樣本采集需要考慮研究目的和樣本類型。例如，研究**組織的轉(zhuǎn)錄組，就要準(zhǔn)確獲取**組織樣本，同時比較好有對應(yīng)的正常組織作為對照。RNA 提取方法有多種，常用的如 Trizol 法，它可以有效地從細(xì)胞或組織中提取總 RNA，包括 mRNA、rRNA 和 tRNA 等。提取后的 RNA 質(zhì)量至關(guān)重要，需要通過瓊脂糖凝膠電泳或?qū)ｉT的 RNA 質(zhì)量檢測儀器來評估 RNA 的完整性和純度。

RNA 質(zhì)量檢測和定量

完整性方面，通常使用 RNA 完整性指數(shù)（RIN）來衡量。RIN 值越高（一般認(rèn)為 RIN > 7 是高質(zhì)量 RNA），說明 RNA 完整性越好。定量方法主要有紫外分光光度法和熒光定量法。紫外分光光度法可以通過測量 RNA 在 260nm 和 280nm 處的吸光度比值來估計 RNA 純度，比值在 1.8 - 2.0 之間表示純度較好。熒光定量法則是使用專門的熒光染料（如 Qubit）來更準(zhǔn)確地測量 RNA 濃度。

文庫構(gòu)建

首先要進(jìn)行mRNA富集，一般使用帶有poly-T的磁珠來特異性地捕獲mRNA，因為真核生物mRNA的3'端都有poly-A尾巴。然后將mRNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA，再通過超聲或酶切等方法將cDNA片段化，片段大小通常在幾百個堿基對左右。之后在片段兩端連接上測序接頭，經(jīng)過PCR擴(kuò)增來增加文庫的量，使其達(dá)到可以上機(jī)測序的要求。

二代測序廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研發(fā)。青海嘉安健達(dá)二代測序提供

二代測序常用于產(chǎn)前的檢測或診斷。南京嘉安健達(dá)二代測序應(yīng)用

二代測序的建庫步驟②

二、片段化處理

物理方法：超聲破碎是常用的物理片段化方法。它通過超聲波的高頻振動將核酸分子打斷成合適大小的片段。例如，在一些文庫構(gòu)建中，將DNA樣本置于超聲破碎儀中，通過調(diào)整超聲功率和時間，可以將DNA片段化到幾百堿基對（bp）的長度范圍，一般在150-300bp左右，這符合二代測序的讀長要求。超聲破碎的優(yōu)點(diǎn)是片段大小比較均勻，但操作需要優(yōu)化超聲參數(shù)，否則可能會導(dǎo)致過度破碎或片段大小不一致。

酶切方法：利用限制性內(nèi)切酶進(jìn)行片段化。限制性內(nèi)切酶能夠識別特定的DNA序列，并在這些序列處切割DNA。例如，用EcoRⅠ酶可以識別GAATTC序列并進(jìn)行切割。通過選擇合適的限制性內(nèi)切酶組合，可以將DNA切割成期望大小的片段。不過，這種方法的局限性在于酶切位點(diǎn)的限制，可能無法獲得理想的片段大小分布，而且可能會引入酶切偏好性。 南京嘉安健達(dá)二代測序應(yīng)用

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