Seicheamh Genome Lusan / Ainmhidhean De Novo
De NovoTha sreathanachadh a’ toirt iomradh air togail genome iomlan gnè a’ cleachdadh theicneòlasan sreathanachaidh nuair nach eil genome iomraidh ann. Tha toirt a-steach agus gabhail ri sreathanachadh treas ginealach, anns a bheil leughaidhean nas fhaide, air cruinneachadh genome a leasachadh gu mòr le bhith ag àrdachadh an tar-lùbadh eadar leughaidhean. Tha an leasachadh seo gu sònraichte buntainneach nuair a thathar a’ dèiligeadh ri genomes dùbhlanach, leithid an fheadhainn a tha a’ nochdadh heterozygosity àrd, co-mheas àrd de roinnean ath-aithriseach, polyploids, agus roinnean le eileamaidean ath-aithriseach, susbaint GC neo-àbhaisteach, no iom-fhillteachd àrd a tha mar as trice air an cruinneachadh gu dona a’ cleachdadh sreathanachadh leughaidh ghoirid a-mhàin.
Tha an fhuasgladh aon-stad againn a’ toirt seachad seirbheisean sreathachaidh amalaichte agus mion-sgrùdadh bith-fhiosrachaidh a bheir seachad genome de novo àrd-inbhe air a chruinneachadh. Bidh sgrùdadh tùsail genome le Illumina a’ toirt seachad tuairmsean air meud agus iom-fhillteachd genome, agus thathas a’ cleachdadh an fhiosrachaidh seo gus stiùireadh a thoirt don ath cheum de shreathachadh leughaidh fhada le PacBio HiFi, agus an uairsin…ùrcruinneachadh contigs. Leigidh cleachdadh cruinneachadh HiC às dèidh sin le bhith a’ ceangal nan contigs ris a’ ghinòma, a’ faighinn cruinneachadh aig ìre cròmosom. Mu dheireadh, tha an ginòma air a chomharrachadh le ro-innse gine agus le bhith a’ sreathachadh ginean a tha air an cur an cèill, a’ cleachdadh transcriptomes le leughaidhean goirid is fada.
Feartan Seirbheis
● Amalachadh iomadh seirbheis sreathachaidh is bith-fhiosrachaidh ann am fuasgladh aon-stad:
Suirbhidh genome le Illumina gus meud a’ genome a mheasadh agus stiùireadh a thoirt do na ceumannan às dèidh sin;
Sreath leughaidh fhada airsonùrcruinneachadh contigs;
Seicheamhachadh Hi-C airson acaireachd cròmosoman;
sreathachadh mRNA airson anotachadh ginean;
Dearbhadh a’ cho-chruinneachaidh.
● Seirbheis a tha freagarrach airson gineòman ùra a thogail no airson gineòman iomraidh a tha ann mar-thà a leasachadh airson gnèithean inntinneach.
Buannachdan Seirbheis
Leasachadh àrd-ùrlaran sreath-sgrìobhaidh agus bith-fhiosrachaidh ann anùrcruinneachadh genome
(Amarasinghe SL et al.,Bith-eòlas Gèanòim, 2020)
●Eòlas farsaing agus clàr foillseachaidhTha eòlas mòr air a bhith aig BMKGene ann an cruinneachadh genome àrd-inbhe de dhiofar ghnèithean, a’ gabhail a-steach genomes diploid agus genomes fìor iom-fhillte de ghnèithean polyploid agus allopolyploid. Bho 2018, tha sinn air cur ri còrr is300 foillseachadh àrd-bhuaidh, agus tha còrr is 20 dhiubh air am foillseachadh ann an Nature Genetics.
● Fuasgladh aon-stadBidh an dòigh-obrach amalaichte againn a’ cothlamadh iomadh teicneòlas sreath-sgrùdaidh agus mion-sgrùdaidhean bith-fhiosrachaidh ann an aon shruth-obrach aonaichte, a’ lìbhrigeadh genome cruinnichte àrd-inbhe.
●Air a dhealbhadh a rèir do fheumalachdanTha ar sruth-obrach seirbheis gnàthaichte, a’ leigeil le atharrachadh a bhith ann airson genomaichean le feartan eadar-mheasgte agus feumalachdan rannsachaidh sònraichte. Tha seo a’ gabhail a-steach gabhail ri genomaichean mòra, genomaichean polyploid, genomaichean glè heterozygous, agus barrachd.
●Sgioba Bith-fhiosrachaidh agus Obair-lann air leth sgileille eòlas mòr an dà chuid ann an aghaidh deuchainneach agus bith-fhiosrachaidh chruinneachaidhean genome iom-fhillte agus sreath de phaitinnean agus còraichean-lethbhric bathar-bog.
●Taic às dèidh reic:Tha ar gealladh a’ dol nas fhaide na crìoch a chur air pròiseact le ùine seirbheis às dèidh reic 3 mìosan. Rè na h-ùine seo, bidh sinn a’ tabhann obair leanmhainn air pròiseactan, cuideachadh le fuasgladh dhuilgheadasan, agus seiseanan C&A gus dèiligeadh ri ceistean sam bith co-cheangailte ris na toraidhean.
Sònrachaidhean Seirbheis
| Suirbhidh genome | Cruinneachadh genome | Ìre cròmasom | Notaichean Ginòma |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| Leughaidhean 30X PacBio CCS HiFi | 100X Àrd-C | RNA-seq Illumina PE150 10 Gb + (roghainneil) PacBio làn-fhaid RNA-seq 40 Gb no Nanopore 12 Gb |
Riatanasan Seirbheis
Airson Suirbhidh Genome, Cruinneachadh Genome agus Cruinneachadh Hi-C:
| Aigéid niùclasach clò no aigéid a chaidh a thoirt a-mach | Suirbhidh Gèanòim | Cruinneachadh Gìnòm le PacBio | Seanadh Hi-C |
| Innidh Bheathaichean | 0.5-1g
| ≥ 3.5g | ≥2g |
| Fèithean Ainmhidhean | ≥ 5g | ||
| Fuil Mamaileach | 1.5 ml
| ≥ 5 ml | ≥2 ml |
| Fuil Eun/Èisg | ≥ 0.5 ml | ||
| Lus - Duilleag Ùr | 1-2g | ≥ 5g | ≥ 4g |
| Ceallan Cultarach |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| Biastagan | 0.5-1g | ≥ 3g | ≥ 2g |
| DNA air a thoirt a-mach | Dùmhlachd: ≥1 ng/ µL Meud ≥ 30 ng Milleadh no truailleadh cuibhrichte no gun mhilleadh no truailleadh idir | Dùmhlachd: ≥ 50 ng/ µL Meud: 10 µg/cealla-sruthadh/sampall OD260/280=1.7-2.2 OD260/230=1.8-2.5 Milleadh no truailleadh cuibhrichte no gun mhilleadh no truailleadh idir |
-
|
Airson annotachadh Genome le transcriptomics:
| Aigéid niùclasach clò no aigéid a chaidh a thoirt a-mach | Transcriptome Illumina | PacBio Transcriptome | Transcriptome Nanopore |
| Lus - Freumh/Gas/Peatal | 450 mg | 600 mg | |
| Lus – Duilleag/Sìol | 300 mg | 300 mg | |
| Lusan - Measan | 1.2g | 1.2g | |
| Cridhe/Caolan Ainmhidhean | 300 mg | 300 mg | |
| Innidh/Eanchainn Bheathaichean | 240 mg | 240 mg | |
| Fèithean Ainmhidhean | 450 mg | 450 mg | |
| Cnàmhan/Falt/Craiceann Ainmhidhean | 1g | 1g | |
| Artrapod - Biastagan | 6 | 6 | |
| Artrapod - Crùbagan | 300 mg | 300 mg | |
| Fuil slàn | 1 tiùb | 1 tiùb | |
| RNA air a thoirt a-mach | Dùmhlachd: ≥ 20 ng/ µL Meud ≥ 0.3 µg OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 RÌN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Meudachadh: ≥ 100 ng/ µL Meud ≥ 0.75 µg OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 RÌN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Meudachadh: ≥ 100 ng/ µL Meud ≥ 0.75 µg OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 RÌN≥ 7.5 5≥28S/18S≥1 |
Lìbhrigeadh Sampall a thathar a’ moladh
Soitheach: tiùb centrifuge 2 ml (Chan eilear a’ moladh foil staoin)
(Airson a’ mhòr-chuid de na sampallan, tha sinn a’ moladh gun a bhith gan gleidheadh ann an ethanol.)
Bileagan sampall: Feumaidh bileagan soilleir a bhith air sampallan agus iad co-ionann ris an fhoirm fiosrachaidh sampall a chaidh a chuir a-steach.
Luingearachd: Deigh thioram: Feumar sampallan a phacaigeadh ann am pocannan an toiseach agus an tiodhlacadh ann an deigh thioram.
Sruth-obrach
Sruth-obrach Seirbheis
Dealbhadh deuchainn
Lìbhrigeadh sampall
Tarraing DNA
Togail leabharlainn
Seicheamhachadh
Mion-sgrùdadh dàta
Seirbheisean às dèidh reic
Mion-sgrùdadh bith-fhiosrachaidh iomlan, air a roinn ann an 4 ceumannan:
1) Suirbhidh genome, stèidhichte air mion-sgrùdadh k-mer le leughaidhean NGS:
Measadh air meud a’ ghinòma
Measadh air heterozygosity
Measadh air roinnean ath-aithriseach
2) Cruinneachadh Ginòm le PacBio HiFi:
Ùr-nodhacruinneachadh
Measadh co-chruinneachaidh: a’ gabhail a-steach mion-sgrùdadh BUSCO airson iomlanachd genome agus mapadh air ais leughaidhean NGS agus PacBio HiFi
3) Co-chruinneachadh Hi-C:
QC leabharlann Hi-C: measadh air eadar-obrachaidhean Hi-C dligheach
Co-chruinneachadh Hi-C: cruinneachadh contigs ann am buidhnean, agus an uair sin òrdachadh contigs taobh a-staigh gach buidhne agus stiùireadh contigs a shònrachadh
Measadh Hi-C
4) Nòtaichean air a’ ghinòm:
Ro-innse RNA neo-chòdaidh
Aithneachadh sreathan ath-aithriseach (transposons agus ath-aithrisean tandem)
Ro-innse gine
§Ùr-nodha: algorithmean ab initio
§ Stèidhichte air co-choimeas
§ Stèidhichte air an transcriptome, le leughaidhean fada is goirid: tha na leughaidheanùrair a chruinneachadh no air a mhapadh chun dreachd genome
§ Notaichean air ginean ro-innse le iomadh stòr-dàta
1) Suirbhidh Genome - mion-sgrùdadh k-mer
2) Cruinneachadh Ginòm
2) Cruinneachadh Genome – Bidh PacBio HiFi a’ leughadh mapadh gu dreachd chruinneachaidh
2) Co-chruinneachadh Hi-C – measadh air paidhrichean eadar-obrachaidh dligheach Hi-C
3) Measadh iar-chruinneachaidh Hi-C
4) Anotachadh Ginòm – amalachadh nan ginean ro-innseach
4) Nòtachadh genome – nòtachadh ginean ro-innseach
Rannsaich na h-adhartasan a tha air an comasachadh le seirbheisean cruinneachaidh genome de novo BMKGene tro chruinneachadh taghte de fhoillseachaidhean:
Li, C. et al. (2021) ‘Tha sreathan genome a’ nochdadh slighean sgapaidh cruinneil agus a’ moladh atharrachaidhean ginteil co-chruinneachaidh ann an mean-fhàs each-mara’, Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X.
Li, Y. et al. (2023) ‘Bidh Atharrachaidhean Cròmasòmach air Sgèile Mhòr a’ Leantainn gu Atharrachaidhean Abairt aig Ìre a’ Ghìoma, Atharrachadh Àrainneachdail, agus Speisealachd anns a’ Ghayl (Bos frontalis)’, Bith-eòlas Molecular agus Mean-fhàs, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006.
Tian, T. et al. (2023) ‘Cruinneachadh genome agus sgaradh ginteil de ghràin-chnàimh arbhair a tha an aghaidh tart’, Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), td. 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y.
Zhang, F. et al. (2023) ‘A’ nochdadh mean-fhàs bith-cho-chur alcaloid tropane le bhith a’ sgrùdadh dà ghinòm anns an teaghlach Solanaceae’, Nature Communications 2023 14:1, 14(1), td. 1–18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4.
Sgrùdaidhean cùise dùbhlanach:
Cruinneachadh telomere-gu-telomere:Fu, A. et al. (2023) ‘Tha cruinneachadh genome telomere-gu-telomere de mhealan searbh (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) a’ nochdadh leasachadh, co-dhèanamh agus feartan ginteil aibidh nam measan’, Rannsachadh Gharradaireachd, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
Cruinneachadh haplotype:Hu, W. et al. (2021) ‘Tha genome a tha air a mhìneachadh le aileil a’ nochdadh eadar-dhealachadh dà-aileileach rè mean-fhàs cassava’, Molecular Plant, 14(6), td. 851–854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009.
Cruinneachadh mòr-ghineam:Yuan, J. et al. (2022) ‘Bunait genomic nan giga-chromosoman agus giga-genome a’ phìonaidh craoibhe Paeonia ostii’, Nature Communications 2022 13:1, 13(1), td. 1–16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1.
Cruinneachadh genome polyploid:Zhang, Q. et al. (2022) ‘Beachdan genomic air lùghdachadh cromosoman o chionn ghoirid ann an siùcair-chànan autopolyploid Saccharum spontaneum’, Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), td. 885–896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1.
