Kasvien/eläinten de Novo genomin sekvensointi
De NovoSekvensointi viittaa lajin koko genomin rakentamiseen sekvensointitekniikoilla ilman referenssigenomia. Kolmannen sukupolven sekvensoinnin käyttöönotto ja laajamittainen käyttöönotto, jossa käytetään pidempiä lukujaksoja, on merkittävästi parantanut genomin kokoamista lisäämällä lukujaksojen päällekkäisyyttä. Tämä parannus on erityisen tärkeää käsiteltäessä haastavia genomeja, kuten sellaisia, joilla on korkea heterotsygoottisuus, korkea toistuvien alueiden suhde, polyploideja ja alueita, joilla on toistuvia elementtejä, epänormaali GC-pitoisuus tai korkea monimutkaisuus ja jotka kootaan tyypillisesti huonosti käyttämällä pelkästään lyhyttä sekvensointia.
Kokonaisvaltainen ratkaisumme tarjoaa integroituja sekvensointipalveluita ja bioinformaattista analyysiä, jotka tuottavat korkealaatuisen de novo -kootun genomin. Alustava genomikartoitus Illuminan kanssa antaa arvioita genomin koosta ja monimutkaisuudesta, ja näitä tietoja käytetään ohjaamaan seuraavaa vaihetta, pitkäkestoista sekvensointia PacBio HiFi -ohjelmistolla, jota seuraade novokontigien kokoaminen. HiC-kokoonpanon myöhempi käyttö mahdollistaa kontigien ankkuroimisen genomiin, jolloin saadaan kromosomitason kokoonpano. Lopuksi genomi annotoidaan geeniennustuksen ja ilmentyneiden geenien sekvensoinnin avulla, jolloin käytetään transkriptomeja, joilla on lyhyitä ja pitkiä lukuja.
Palvelun ominaisuudet
● Useiden sekvensointi- ja bioinformatiikkapalveluiden integrointi yhden luukun ratkaisuksi:
Genomitutkimus Illuminan kanssa genomin koon arvioimiseksi ja seuraavien vaiheiden ohjaamiseksi;
Pitkä lukusekvensside novojatkuvien osien kokoaminen;
Hi-C-sekvensointi kromosomien ankkurointia varten;
mRNA-sekvensointi geenien annotointia varten;
Kokoonpanon validointi.
● Palvelu, joka soveltuu uusien genomien rakentamiseen tai olemassa olevien referenssigenomien parantamiseen kiinnostuksen kohteena oleville lajeille.
Palvelun edut
Sekvensointialustojen ja bioinformatiikan kehittäminende novogenomin kokoonpano
(Amarasinghe SL ym.,Genomin biologia, 2020)
●Laaja asiantuntemus ja julkaisuhistoriaBMKGene on kerännyt valtavasti kokemusta erilaisten lajien, mukaan lukien diploidisten genomien ja polyploidisten ja allopolyploidisten lajien erittäin monimutkaisten genomien, korkealaatuisesta genomien kokoamisesta. Vuodesta 2018 lähtien olemme osallistuneet yli300 vaikuttavaa julkaisua, joista yli 20 on julkaistu Nature Genetics -lehdessä.
● Kokonaisvaltainen ratkaisuIntegroitu lähestymistapamme yhdistää useita sekvensointitekniikoita ja bioinformaattisia analyysejä yhtenäiseksi työnkuluksi, joka tuottaa korkealaatuisen kootun genomin.
●Räätälöity tarpeisiisiPalvelumme työnkulku on muokattavissa, mikä mahdollistaa mukautumisen erilaisten ominaisuuksien ja erityisten tutkimustarpeiden omaaville genomeille. Tämä sisältää jättiläisgenomien, polyploidisten genomien, erittäin heterotsygoottisten genomien ja muiden genomien mukauttamisen.
●Korkeasti koulutettu bioinformatiikan ja laboratoriotiimipaljon kokemusta monimutkaisten genomikokoonpanojen kokeellisesta ja bioinformatiikasta sekä useita patentteja ja ohjelmistojen tekijänoikeuksia.
●Myynnin jälkeinen tuki:Sitoumuksemme ulottuu projektin valmistumisen jälkeen kolmen kuukauden myynninjälkeiseen palvelujaksoon. Tänä aikana tarjoamme projektin seurantaa, vianetsintäapua ja kysymys- ja vastaustunteja tuloksiin liittyvien kysymysten käsittelemiseksi.
Palvelun tekniset tiedot
| Genomitutkimus | Genomin kokoonpano | Kromosomitaso | Genomin annotaatio |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| 30X PacBio CCS HiFi -äänet | 100X Hi-C | RNA-sekvensointi Illumina PE150 10 Gb + (valinnainen) Täyspitkä RNA-sekvensointi PacBio 40 Gb tai Nanopore 12 Gb |
Palveluvaatimukset
Genomitutkimusta, genomin kokoamista ja Hi-C-kokoamista varten:
| Kudos- tai uutetut nukleiinihapot | Genomitutkimus | Genomin kokoaminen PacBion avulla | Hi-C-kokoonpano |
| Eläinten sisäelimet | 0,5–1 g
| ≥ 3,5 g | ≥2 g |
| Eläinten lihas | ≥ 5 g | ||
| Nisäkkään veri | 1,5 ml
| ≥ 5 ml | ≥2 ml |
| Siipikarjan/kalan veri | ≥ 0,5 ml | ||
| Kasvi - tuore lehti | 1–2 grammaa | ≥ 5 g | ≥ 4 g |
| Viljellyt solut |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| Hyönteinen | 0,5–1 g | ≥ 3 g | ≥ 2 g |
| Uutettu DNA | Pitoisuus: ≥1 ng/µl Määrä ≥ 30 ng Rajoitettu tai ei lainkaan hajoamista tai kontaminaatiota | Pitoisuus: ≥ 50 ng/µl Määrä: 10 µg/virtauskenno/näyte OD260/280 = 1,7–2,2 OD260/230 = 1,8–2,5 Rajoitettu tai ei lainkaan hajoamista tai kontaminaatiota |
-
|
Genomin annotointi transkriptomiikalla:
| Kudos- tai uutetut nukleiinihapot | Illumina-transkriptomi | PacBio-transkriptomi | Nanopore-transkriptomi |
| Kasvi - Juuri/Varsi/Terälehti | 450 mg | 600 mg | |
| Kasvi – Lehti/Siemen | 300 mg | 300 mg | |
| Kasvi - Hedelmä | 1,2 grammaa | 1,2 grammaa | |
| Eläimen sydän/suolisto | 300 mg | 300 mg | |
| Eläinten sisäelimet/aivot | 240 mg | 240 mg | |
| Eläinten lihas | 450 mg | 450 mg | |
| Eläinten luut/karvat/iho | 1 gramma | 1 gramma | |
| Niveljalkainen - Hyönteinen | 6 | 6 | |
| Niveljalkaiset - Äyriäiset | 300 mg | 300 mg | |
| Kokoveri | 1 putki | 1 putki | |
| Uutettu RNA | Pitoisuus: ≥ 20 ng/µl Määrä ≥ 0,3 µg OD260/280 = 1,7–2,5 OD260/230 = 0,5–2,5 RIN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Pitoisuus: ≥ 100 ng/µL Määrä ≥ 0,75 µg OD260/280 = 1,7–2,5 OD260/230 = 0,5–2,5 RIN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Pitoisuus: ≥ 100 ng/µL Määrä ≥ 0,75 µg OD260/280 = 1,7–2,5 OD260/230 = 0,5–2,5 RIN≥ 7,5 5≥28S/18S≥1 |
Suositeltu näytteen toimitus
Pakkaus: 2 ml:n sentrifugiputki (foliota ei suositella)
(Useimpien näytteiden säilömistä etanoliin ei suositella.)
Näytteen merkinnät: Näytteiden on oltava selkeästi merkittyjä ja identtisiä toimitetun näytetietolomakkeen kanssa.
Toimitus: Kuivajää: Näytteet on ensin pakattava pusseihin ja haudattava kuivajäähän.
Työnkulku
Palvelun työnkulku
Kokeen suunnittelu
Näytteen toimitus
DNA:n eristäminen
Kirjaston rakentaminen
Sekvensointi
Data-analyysi
Myynnin jälkeiset palvelut
Täydellinen bioinformaattinen analyysi, joka on jaettu neljään vaiheeseen:
1) Genomitutkimus, joka perustuu k-mer-analyysiin NGS:llä, lukee:
Genomin koon arviointi
Heterotsygoottisuuden arviointi
Toistuvien alueiden arviointi
2) Genomin kokoaminen PacBio HiFi:n avulla:
De novokokoonpano
Kokoonpanon arviointi: mukaan lukien BUSCO-analyysi genomin täydellisyyden selvittämiseksi ja NGS- ja PacBio HiFi -lukujen kartoitus
3) Hi-C-kokoonpano:
Hi-C-kirjaston laadunvalvonta: validien Hi-C-vuorovaikutusten arviointi
Hi-C-kokoonpano: kontigien ryhmittely ryhmiin, minkä jälkeen kontigien järjestys kunkin ryhmän sisällä ja kontigien suunnan määrittäminen
Hi-C-arviointi
4) Genomin annotaatio:
Ei-koodaava RNA-ennuste
Toistuvien sekvenssien tunnistaminen (transposonit ja tandemtoistot)
Geenien ennustaminen
§De novoab initio -algoritmit
§ Homologiaan perustuen
§ Transkriptomiin perustuen, pitkillä ja lyhyillä lukutavoilla: lukutavat ovatde novokoottu tai kartoitettu luonnosgenomiin
§ Ennustettujen geenien merkitseminen useilla tietokannoilla
1) Genomitutkimus - k-mer-analyysi
2) Genomin kokoaminen
2) Genomin kokoaminen – PacBio HiFi lukee kartoituksen luonnoskokoonpanoon
2) Hi-C-kokoonpano – Hi-C-validien vuorovaikutusparien arviointi
3) Hi-C-kokoonpanon jälkeinen arviointi
4) Genomin annotointi – ennustettujen geenien integrointi
4) Genomin annotaatio – ennustettujen geenien annotaatio
Tutustu BMKGenen de novo -genomin kokoamispalveluiden mahdollistamiin edistysaskeliin kuratoidun julkaisukokoelman avulla:
Li, C. ym. (2021) 'Genomin sekvenssit paljastavat globaaleja leviämisreittejä ja viittaavat konvergentteihin geneettisiin sopeutumiin merihevosten evoluutiossa', Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X.
Li, Y. ym. (2023) 'Laajamittainen kromosomimuutos johtaa genomitason ilmentymismuutoksiin, ympäristöön sopeutumiseen ja lajiutumiseen gayal-antilooppilaaksossa (Bos frontalis)', Molecular Biology and Evolution, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006.
Tian, T. ym. (2023) 'Merkittävästi kuivuutta kestävän maissin sukusolukon genomin kokoaminen ja geneettinen dissektio', Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), s. 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y.
Zhang, F. ym. (2023) 'Tropaanialkaloidibiosynteesin evoluution paljastaminen analysoimalla kahta genomia Solanaceae-heimossa', Nature Communications 2023 14:1, 14(1), s. 1–18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4.
Haastavat tapaustutkimukset:
Telomeereiden välinen kokoonpano:Fu, A. ym. (2023) 'Karvasmelonin (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) telomeeri-telomeerigenomin kokoaminen paljastaa hedelmän kehityksen, koostumuksen ja kypsymisen geneettiset ominaisuudet', Horticulture Research, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
Haplotyypin kokoonpano:Hu, W. ym. (2021) 'Alleelien määrittämä genomi paljastaa kaksialleelisen erilaistumisen maniokin evoluution aikana', Molecular Plant, 14(6), s. 851–854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009.
Jättiläisgenomin kokoonpano:Yuan, J. ym. (2022) 'Puupioni Paeonia ostii:n gigakromosomien ja gigagenomin genominen perusta', Nature Communications 2022 13:1, 13(1), s. 1–16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1.
Polyploidin genomin kokoonpano:Zhang, Q. ym. (2022) 'Genomisia näkemyksiä autopolyploidisen sokeriruokolajikkeen Saccharum spontaneum viimeaikaisesta kromosomien vähenemisestä', Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), s. 885–896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1.
