การหาลำดับจีโนมของพืช/สัตว์เดอโนโว
เดอ โนโวการจัดลำดับจีโนมหมายถึงการสร้างจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตโดยใช้เทคโนโลยีการจัดลำดับจีโนมโดยปราศจากจีโนมอ้างอิง การนำเทคโนโลยีการจัดลำดับจีโนมรุ่นที่สามมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งมีลำดับการอ่านที่ยาวขึ้น ได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการประกอบจีโนมอย่างมากโดยการเพิ่มการทับซ้อนระหว่างลำดับการอ่าน การปรับปรุงนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับจีโนมที่ซับซ้อน เช่น จีโนมที่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมสูง มีอัตราส่วนของบริเวณที่ซ้ำกันสูง โพลีพลอยด์ และบริเวณที่มีองค์ประกอบที่ซ้ำกัน ปริมาณ GC ที่ผิดปกติ หรือมีความซับซ้อนสูง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วประกอบได้ไม่ดีนักหากใช้การจัดลำดับจีโนมแบบลำดับการอ่านสั้นเพียงอย่างเดียว
โซลูชันแบบครบวงจรของเราให้บริการการจัดลำดับดีเอ็นเอแบบบูรณาการและการวิเคราะห์ทางชีวสารสนเทศที่ให้จีโนมที่ประกอบขึ้นใหม่คุณภาพสูง การสำรวจจีโนมเบื้องต้นด้วย Illumina ให้ค่าประมาณขนาดและความซับซ้อนของจีโนม และข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้เป็นแนวทางในการดำเนินการขั้นตอนต่อไปคือการจัดลำดับดีเอ็นเอแบบอ่านยาวด้วย PacBio HiFi ตามด้วยเดอ โนโวการประกอบคอนติ๊ก การใช้การประกอบแบบ HiC ในขั้นตอนต่อมาช่วยให้สามารถยึดคอนติ๊กเข้ากับจีโนม ทำให้ได้การประกอบในระดับโครโมโซม สุดท้าย จีโนมจะได้รับการระบุรายละเอียดโดยการทำนายยีนและโดยการลำดับยีนที่แสดงออก โดยอาศัยทรานสคริปโตมที่มีทั้งลำดับสั้นและลำดับยาว
คุณสมบัติของบริการ
● การบูรณาการบริการลำดับดีเอ็นเอและชีวสารสนเทศหลายประเภทเข้าไว้ในโซลูชันแบบครบวงจร:
การสำรวจจีโนมด้วย Illumina เพื่อประเมินขนาดจีโนมและใช้เป็นแนวทางในการดำเนินการต่อไป
การจัดลำดับดีเอ็นเอแบบอ่านยาวสำหรับเดอ โนโวการประกอบคอนติ๊ก;
การจัดลำดับ Hi-C เพื่อการยึดตรึงโครโมโซม;
การจัดลำดับ mRNA เพื่อการระบุตำแหน่งยีน;
การตรวจสอบความถูกต้องของการประกอบชิ้นส่วน
● บริการที่เหมาะสมสำหรับการสร้างจีโนมใหม่หรือปรับปรุงจีโนมอ้างอิงที่มีอยู่สำหรับสายพันธุ์ที่สนใจ
ข้อดีของการบริการ
การพัฒนาแพลตฟอร์มการจัดลำดับและชีวสารสนเทศในเดอ โนโวการประกอบจีโนม
(อามาราซิงห์ เอสแอล และคณะ)ชีววิทยาจีโนม(2020)
●มีความเชี่ยวชาญและผลงานตีพิมพ์มากมายBMKGene สั่งสมประสบการณ์มากมายในการประกอบจีโนมคุณภาพสูงของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด รวมถึงจีโนมแบบดิพลอยด์และจีโนมที่ซับซ้อนสูงของสิ่งมีชีวิตแบบโพลีพลอยด์และอัลโลโพลีพลอยด์ ตั้งแต่ปี 2018 เราได้มีส่วนร่วมในโครงการต่างๆ มากกว่ามีผลงานตีพิมพ์ที่มีผลกระทบสูงกว่า 300 ชิ้น และมากกว่า 20 ชิ้นตีพิมพ์ในวารสาร Nature Genetics.
● โซลูชันแบบครบวงจรแนวทางแบบบูรณาการของเราผสมผสานเทคโนโลยีการจัดลำดับดีเอ็นเอหลายประเภทและการวิเคราะห์ทางชีวสารสนเทศเข้าไว้ในขั้นตอนการทำงานที่สอดคล้องกัน ส่งผลให้ได้จีโนมที่ประกอบขึ้นอย่างมีคุณภาพสูง
●ปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการของคุณกระบวนการทำงานบริการของเราสามารถปรับแต่งได้ ทำให้สามารถปรับใช้กับจีโนมที่มีลักษณะหลากหลายและความต้องการวิจัยเฉพาะด้านได้ ซึ่งรวมถึงการรองรับจีโนมขนาดใหญ่ จีโนมโพลีพลอยด์ จีโนมที่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมสูง และอื่นๆ อีกมากมาย
●ทีมงานผู้เชี่ยวชาญด้านชีวสารสนเทศและห้องปฏิบัติการที่มีทักษะสูง: มีประสบการณ์มากมายทั้งในด้านการทดลองและด้านชีวสารสนเทศของการประกอบจีโนมที่ซับซ้อน รวมถึงสิทธิบัตรและลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์จำนวนมาก
●บริการหลังการขาย:ความมุ่งมั่นของเราไม่ได้จำกัดอยู่แค่การเสร็จสิ้นโครงการเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริการหลังการขายอีก 3 เดือน ในช่วงเวลานี้ เราจะติดตามโครงการ ให้ความช่วยเหลือในการแก้ไขปัญหา และตอบคำถามต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์
ข้อกำหนดบริการ
| การสำรวจจีโนม | การประกอบจีโนม | ระดับโครโมโซม | การระบุคำอธิบายจีโนม |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| เครื่องอ่าน PacBio CCS HiFi 30X | 100X ไฮ-ซี | RNA-seq Illumina PE150 10 Gb + (ไม่จำเป็น) ชุดข้อมูล RNA-seq เต็มรูปแบบ PacBio 40 Gb หรือ นาโนพอเร 12 กิกะไบต์ |
ข้อกำหนดในการให้บริการ
สำหรับการสำรวจจีโนม การประกอบจีโนม และการประกอบจีโนมแบบ Hi-C:
| เนื้อเยื่อหรือกรดนิวคลีอิกที่สกัดแล้ว | การสำรวจจีโนม | การประกอบจีโนมด้วย PacBio | การประกอบ Hi-C |
| เครื่องในสัตว์ | 0.5-1 กรัม
| ≥ 3.5 กรัม | ≥2 กรัม |
| กล้ามเนื้อสัตว์ | ≥ 5 กรัม | ||
| เลือดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม | 1.5 มล.
| ≥ 5 มล. | ≥2 มล. |
| เลือดสัตว์ปีก/ปลา | ≥ 0.5 มล. | ||
| พืช - ใบไม้สด | 1-2 กรัม | ≥ 5 กรัม | ≥ 4 กรัม |
| เซลล์เพาะเลี้ยง |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| แมลง | 0.5-1 กรัม | ≥ 3 กรัม | ≥ 2 กรัม |
| ดีเอ็นเอที่สกัดแล้ว | ความเข้มข้น: ≥1 นาโนกรัม/ไมโครลิตร ปริมาณ ≥ 30 นาโนกรัม การเสื่อมสภาพหรือการปนเปื้อนมีน้อยหรือไม่มีเลย | ความเข้มข้น: ≥ 50 นาโนกรัม/ไมโครลิตร ปริมาณ: 10 ไมโครกรัม/เซลล์ไหล/ตัวอย่าง OD260/280=1.7-2.2 OD260/230=1.8-2.5 การเสื่อมสภาพหรือการปนเปื้อนมีน้อยหรือไม่มีเลย |
-
|
สำหรับการระบุตำแหน่งยีนในจีโนมด้วยข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์:
| เนื้อเยื่อหรือกรดนิวคลีอิกที่สกัดแล้ว | ทรานสคริปโตมของอิลลูมินา | ทรานสคริปโตมของ PacBio | ทรานสคริปโตมของนาโนพอเร |
| พืช - ราก/ลำต้น/กลีบดอก | 450 มก. | 600 มก. | |
| พืช – ใบ/เมล็ด | 300 มก. | 300 มก. | |
| พืช - ผลไม้ | 1.2 กรัม | 1.2 กรัม | |
| หัวใจ/ลำไส้ของสัตว์ | 300 มก. | 300 มก. | |
| อวัยวะภายใน/สมองของสัตว์ | 240 มก. | 240 มก. | |
| กล้ามเนื้อสัตว์ | 450 มก. | 450 มก. | |
| กระดูกสัตว์/ขน/หนัง | 1 กรัม | 1 กรัม | |
| สัตว์ขาปล้อง - แมลง | 6 | 6 | |
| สัตว์ขาปล้อง - กุ้ง | 300 มก. | 300 มก. | |
| เลือดครบส่วน | 1 หลอด | 1 หลอด | |
| RNA ที่สกัดแล้ว | ความเข้มข้น: ≥ 20 นาโนกรัม/ไมโครลิตร ปริมาณ ≥ 0.3 ไมโครกรัม OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 ริน≥ 6 5≥28S/18S≥1 | ความเข้มข้น: ≥ 100 ng/ µL ปริมาณ ≥ 0.75 ไมโครกรัม OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 ริน≥ 8 5≥28S/18S≥1 | ความเข้มข้น: ≥ 100 ng/ µL ปริมาณ ≥ 0.75 ไมโครกรัม OD260/280=1.7-2.5 OD260/230=0.5-2.5 ริน≥ 7.5 5≥28S/18S≥1 |
คำแนะนำในการจัดส่งตัวอย่าง
ภาชนะ: หลอดเหวี่ยงขนาด 2 มล. (ไม่แนะนำให้ใช้ฟอยล์อลูมิเนียม)
(สำหรับตัวอย่างส่วนใหญ่ เราแนะนำว่าไม่ควรเก็บรักษาไว้ในเอทานอล)
การติดฉลากตัวอย่าง: ตัวอย่างต้องติดฉลากอย่างชัดเจนและตรงกับแบบฟอร์มข้อมูลตัวอย่างที่ส่งมา
การขนส่ง: น้ำแข็งแห้ง: ตัวอย่างต้องบรรจุในถุงก่อน แล้วจึงนำไปฝังในน้ำแข็งแห้ง
ขั้นตอนการทำงาน
ขั้นตอนการให้บริการ
การออกแบบการทดลอง
การจัดส่งตัวอย่าง
การสกัดดีเอ็นเอ
การก่อสร้างห้องสมุด
การจัดลำดับ
การวิเคราะห์ข้อมูล
บริการหลังการขาย
การวิเคราะห์ข้อมูลชีวภาพอย่างครบถ้วน แบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน:
1) การสำรวจจีโนมโดยใช้การวิเคราะห์ k-mer จากข้อมูล NGS:
การประมาณขนาดจีโนม
การประมาณค่าเฮเทอโรไซโกซิตี
การประมาณพื้นที่ซ้ำซ้อน
2) การประกอบจีโนมด้วย PacBio HiFi:
เดอ โนโวการประกอบ
การประเมินการประกอบจีโนม: รวมถึงการวิเคราะห์ BUSCO เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของจีโนมและการจับคู่ข้อมูล NGS และ PacBio HiFi กลับคืนมา
3) การประกอบ Hi-C:
การควบคุมคุณภาพของไลบรารี Hi-C: การประเมินปฏิสัมพันธ์ Hi-C ที่ถูกต้อง
การประกอบลำดับดีเอ็นเอแบบ Hi-C: การจัดกลุ่มคอนติ๊กเป็นกลุ่มๆ ตามด้วยการจัดลำดับคอนติ๊กภายในแต่ละกลุ่ม และการกำหนดทิศทางของคอนติ๊ก
การประเมิน Hi-C
4) การระบุตำแหน่งยีนในจีโนม:
การทำนาย RNA ที่ไม่เข้ารหัส
การระบุลำดับซ้ำ (ทรานสโพซอนและลำดับซ้ำแบบเรียงต่อกัน)
การทำนายยีน
§เดอ โนโวอัลกอริทึมแบบ ab initio
§ อ้างอิงจากความคล้ายคลึงกัน
§ อ้างอิงจากทรานสคริปโตม โดยใช้ลำดับการอ่านแบบยาวและสั้น: ลำดับการอ่านคือเดอ โนโวประกอบหรือแมปเข้ากับร่างจีโนม
§ การระบุคำอธิบายประกอบของยีนที่คาดการณ์ไว้โดยใช้ฐานข้อมูลหลายแห่ง
1) การสำรวจจีโนม - การวิเคราะห์ k-mer
2) การประกอบจีโนม
2) การประกอบจีโนม – การจับคู่ลำดับการอ่าน PacBio HiFi กับลำดับการประกอบฉบับร่าง
2) การประกอบ Hi-C – การประมาณคู่ปฏิสัมพันธ์ที่ถูกต้องของ Hi-C
3) การประเมินผลหลังการประกอบ Hi-C
4) การระบุข้อมูลทางพันธุกรรม – การบูรณาการยีนที่คาดการณ์ไว้
4) การระบุข้อมูลทางพันธุกรรม – การระบุข้อมูลยีนที่คาดการณ์ไว้
สำรวจความก้าวหน้าต่างๆ ที่เกิดขึ้นจากบริการประกอบจีโนมแบบ de novo ของ BMKGene ผ่านชุดบทความตีพิมพ์ที่คัดสรรมาอย่างดี:
Li, C. และคณะ (2021) 'ลำดับจีโนมเผยเส้นทางการแพร่กระจายทั่วโลกและชี้ให้เห็นการปรับตัวทางพันธุกรรมแบบบรรจบกันในวิวัฒนาการของม้าน้ำ' Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X
Li, Y. และคณะ (2023) 'การเปลี่ยนแปลงโครโมโซมขนาดใหญ่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกในระดับจีโนม การปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อม และการเกิดสปีชีส์ใหม่ใน Gayal (Bos frontalis)', Molecular Biology and Evolution, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006
Tian, T. และคณะ (2023) 'การประกอบจีโนมและการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมของเชื้อพันธุ์ข้าวโพดทนแล้งที่โดดเด่น' Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), หน้า 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y
Zhang, F. และคณะ (2023) 'การเปิดเผยวิวัฒนาการของการสังเคราะห์อัลคาลอยด์โทรเพนโดยการวิเคราะห์จีโนมสองชุดในวงศ์ Solanaceae' Nature Communications 2023 14:1, 14(1), หน้า 1–18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4
กรณีศึกษาที่ท้าทาย:
การประกอบเทโลเมียร์ต่อเทโลเมียร์:Fu, A. และคณะ (2023) 'การประกอบจีโนมเทโลเมียร์ถึงเทโลเมียร์ของมะระ (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) เผยให้เห็นลักษณะทางพันธุกรรมของการพัฒนาผล องค์ประกอบ และการสุกงอม', Horticulture Research, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
การประกอบแฮปโลไทป์:Hu, W. และคณะ (2021) 'จีโนมที่กำหนดโดยอัลลีลเผยให้เห็นความแตกต่างแบบไบอัลลีลระหว่างวิวัฒนาการของมันสำปะหลัง' Molecular Plant, 14(6), หน้า 851–854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009
การประกอบจีโนมขนาดใหญ่:Yuan, J. et al. (2022) 'พื้นฐานทางจีโนมของโครโมโซมขนาดใหญ่และจีโนมขนาดใหญ่ของต้นโบตั๋น Paeonia ostii' Nature Communications 2022 13:1, 13(1), หน้า 1–16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1
การประกอบจีโนมโพลีพลอยด์:Zhang, Q. และคณะ (2022) 'ข้อมูลเชิงลึกทางจีโนมเกี่ยวกับการลดจำนวนโครโมโซมล่าสุดของอ้อยออโตโพลีพลอยด์ Saccharum spontaneum' Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), หน้า 885–896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1
