Rostlinné/zvířecí sekvenování genomu De Novo
De NovoSekvenování označuje konstrukci celého genomu druhu pomocí sekvenčních technologií bez referenčního genomu. Zavedení a široké přijetí sekvenování třetí generace, které zahrnuje delší čtení, významně zlepšilo sestavování genomu zvýšením překrývání mezi čteními. Toto vylepšení je obzvláště důležité při práci s náročnými genomy, jako jsou ty, které vykazují vysokou heterozygotnost, vysoký poměr repetitivních oblastí, polyploidy a oblasti s repetitivními prvky, abnormálním obsahem GC nebo vysokou složitostí, které se obvykle špatně sestavují pouze pomocí sekvenování s krátkým čtením.
Naše komplexní řešení poskytuje integrované sekvenční služby a bioinformatickou analýzu, které zajišťují vysoce kvalitní de novo sestavený genom. Počáteční genomový průzkum pomocí Illuminy poskytuje odhady velikosti a složitosti genomu a tyto informace se používají k vedení dalšího kroku sekvenování dlouhých čtecích sekvencí pomocí PacBio HiFi, po kterém následuje...de novosestavení kontigů. Následné použití HiC sestavení umožňuje ukotvení kontigů ke genomu, čímž se získá sestavení na úrovni chromozomů. Nakonec je genom anotován genovou predikcí a sekvenováním exprimovaných genů, s využitím transkriptomů s krátkými a dlouhými čtecími sekvencemi.
Funkce služby
● Integrace více sekvenčních a bioinformatických služeb v jednom řešení:
Průzkum genomu s Illuminou za účelem odhadu velikosti genomu a nasměrování dalších kroků;
Dlouhé čtení sekvencí prode novosestavení kontigů;
Hi-C sekvenování pro ukotvení chromozomů;
sekvenování mRNA pro anotaci genů;
Ověření sestavy.
● Služba vhodná pro konstrukci nových genomů nebo vylepšení stávajících referenčních genomů pro sledované druhy.
Výhody služby
Vývoj sekvenčních platforem a bioinformatiky vde novosestavení genomu
(Amarasinghe SL a kol.,Biologie genomu, 2020)
●Rozsáhlé odborné znalosti a publikační činnostSpolečnost BMKGene nashromáždila rozsáhlé zkušenosti s vysoce kvalitním sestavováním genomů různých druhů, včetně diploidních genomů a vysoce komplexních genomů polyploidních a alopolyploidních druhů. Od roku 2018 jsme přispěli k více než300 publikací s vysokým dopadem, z nichž více než 20 je publikováno v časopise Nature Genetics.
● Řešení na jednom místěNáš integrovaný přístup kombinuje několik technologií sekvenování a bioinformatických analýz do uceleného pracovního postupu a přináší vysoce kvalitní sestavený genom.
●Přizpůsobeno vašim potřebámNáš pracovní postup je přizpůsobitelný a umožňuje adaptaci na genomy s různými vlastnostmi a specifickými výzkumnými potřebami. To zahrnuje přizpůsobení se obřím genomům, polyploidním genomům, vysoce heterozygotním genomům a dalším.
●Vysoce kvalifikovaný tým bioinformatiků a laboratorních pracovníkůs rozsáhlými zkušenostmi v experimentální i bioinformatické oblasti komplexních genomových sestav a řadou patentů a autorských práv k softwaru.
●Poprodejní podpora:Náš závazek sahá i nad rámec dokončení projektu a zahrnuje 3měsíční poprodejní servis. Během této doby nabízíme následnou péči o projekt, pomoc s řešením problémů a diskuze s otázkami a odpověďmi, kde zodpovíme veškeré dotazy týkající se výsledků.
Specifikace služby
| Průzkum genomu | Sestavení genomu | Úroveň chromozomů | Anotace genomu |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| 30X PacBio CCS HiFi čte | 100X Hi-C | RNA-sekvenování Illumina PE150 10 Gb + (volitelný) RNA-seq v plné délce PacBio 40 Gb nebo Nanopore 12 Gb |
Požadavky na služby
Pro průzkum genomu, sestavení genomu a sestavení Hi-C:
| Tkáňové nebo extrahované nukleové kyseliny | Průzkum genomu | Sestavení genomu s PacBio | Sestava Hi-C |
| Zvířecí vnitřnosti | 0,5–1 g
| ≥ 3,5 g | ≥2 g |
| Zvířecí svaly | ≥ 5 g | ||
| Savčí krev | 1,5 ml
| ≥ 5 ml | ≥2 ml |
| Drůbeží/rybí krev | ≥ 0,5 ml | ||
| Rostlina - čerstvý list | 1–2 g | ≥ 5 g | ≥ 4 g |
| Kultivované buňky |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| Hmyz | 0,5–1 g | ≥ 3 g | ≥ 2 g |
| Extrahovaná DNA | Koncentrace: ≥1 ng/µl Množství ≥ 30 ng Omezená nebo žádná degradace či kontaminace | Koncentrace: ≥ 50 ng/µl Množství: 10 µg/průtoková cela/vzorek OD260/280=1,7-2,2 OD260/230=1,8-2,5 Omezená nebo žádná degradace či kontaminace |
-
|
Pro anotaci genomu pomocí transkriptomiky:
| Tkáňové nebo extrahované nukleové kyseliny | Illumina transkriptom | PacBio transkriptom | Nanoporózní transkriptom |
| Rostlina - kořen/stonek/okvětní lístek | 450 mg | 600 mg | |
| Rostlina – list/semeno | 300 mg | 300 mg | |
| Rostlina - Ovoce | 1,2 g | 1,2 g | |
| Zvířecí srdce/střeva | 300 mg | 300 mg | |
| Zvířecí vnitřnosti/mozek | 240 mg | 240 mg | |
| Zvířecí svaly | 450 mg | 450 mg | |
| Zvířecí kosti/chlupy/kůže | 1 g | 1 g | |
| Členovec - hmyz | 6 | 6 | |
| Členovci - korýši | 300 mg | 300 mg | |
| Plná krev | 1 tuba | 1 tuba | |
| Extrahovaná RNA | Koncentrace: ≥ 20 ng/µl Množství ≥ 0,3 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Koncentrace: ≥ 100 ng/ul Množství ≥ 0,75 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Koncentrace: ≥ 100 ng/ul Množství ≥ 0,75 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 7,5 5≥28S/18S≥1 |
Doporučené dodání vzorku
Nádoba: 2ml centrifugační zkumavka (nedoporučuje se cínová fólie)
(U většiny vzorků doporučujeme nekonzervovat v ethanolu.)
Označování vzorků: Vzorky musí být jasně označeny a musí být identické s předloženým formulářem s informacemi o vzorku.
Doprava: Suchý led: Vzorky je třeba nejprve zabalit do pytlů a uložit do suchého ledu.
Pracovní postup
Pracovní postup služby
Návrh experimentu
Dodání vzorku
Extrakce DNA
Výstavba knihovny
Sekvenování
Analýza dat
Poprodejní služby
Kompletní bioinformatická analýza, rozdělená do 4 kroků:
1) Genomový průzkum založený na analýze k-merů pomocí NGS ukazuje:
Odhad velikosti genomu
Odhad heterozygotnosti
Odhad opakujících se oblastí
2) Sestavení genomu s PacBio HiFi:
De novoshromáždění
Posouzení sestavy: včetně analýzy BUSCO pro úplnost genomu a mapování zpětných dat NGS a PacBio HiFi
3) Sestava Hi-C:
Kontrola kvality knihovny Hi-C: odhad platných interakcí Hi-C
Sestavení Hi-C: shlukování kontigů do skupin, následované uspořádáním kontigů v každé skupině a přiřazením orientace kontigů
Vyhodnocení Hi-C
4) Anotace genomu:
Predikce nekódující RNA
Identifikace repetitivní sekvence (transpozony a tandemové repetice)
Predikce genů
§De novoalgoritmy ab initio
§ Na základě homologie
§ Na základě transkriptomu s dlouhými a krátkými čteními: čtení jsoude novosestaveno nebo namapováno na návrh genomu
§ Anotace predikovaných genů pomocí více databází
1) Genome Survey - analýza k-merů
2) Sestavení genomu
2) Sestavení genomu – PacBio HiFi čte mapování do návrhu sestavení
2) Hi-C Assembly – odhad platných interakčních párů Hi-C
3) Vyhodnocení Hi-C po montáži
4) Anotace genomu – integrace predikovaných genů
4) Anotace genomu – anotace predikovaných genů
Prozkoumejte pokroky, které umožnily služby BMKGene pro de novo sestavování genomu, prostřednictvím uspořádané kolekce publikací:
Li, C. a kol. (2021) „Genomy odhalují globální cesty šíření a naznačují konvergentní genetické adaptace v evoluci mořských koníků“, Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X.
Li, Y. a kol. (2023) „Rozsáhlé chromozomální změny vedou ke změnám v expresi na úrovni genomu, adaptaci na prostředí a speciaci u gayala (Bos frontalis)“, Molecular Biology and Evolution, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006.
Tian, T. a kol. (2023) „Sestavení genomu a genetická disekce prominentní zárodečné plazmy kukuřice odolné vůči suchu“, Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), s. 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y.
Zhang, F. a kol. (2023) „Odhalení evoluce biosyntézy tropanových alkaloidů analýzou dvou genomů z čeledi Solanaceae“, Nature Communications 2023 14:1, 14(1), s. 1–18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4.
Náročné případové studie:
Sestavení telomer s telomerou:Fu, A. a kol. (2023) „Sestavení telomerového genomu hořkého melounu (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) odhaluje genetické charakteristiky vývoje, složení a zrání plodů“, Horticulture Research, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
Sestavení haplotypu:Hu, W. a kol. (2021) „Alelicky definovaný genom odhaluje bialelickou diferenciaci během evoluce manioku“, Molecular Plant, 14(6), s. 851–854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009.
Sestavení obřího genomu:Yuan, J. a kol. (2022) „Genomický základ gigachromozomů a gigagenomu stromové pivoňky Paeonia ostii“, Nature Communications 2022 13:1, 13(1), s. 1–16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1.
Sestavení polyploidního genomu:Zhang, Q. a kol. (2022) „Genomické poznatky o nedávné redukci chromozomů u autopolyploidní cukrové třtiny Saccharum spontaneum“, Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), s. 885–896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1.
