-
การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนม
เป้าหมายของการศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนม (Genome-Wide Association Studies หรือ GWAS) คือการระบุความแปรผันทางพันธุกรรม (จีโนไทป์) ที่เชื่อมโยงกับลักษณะเฉพาะ (ฟีโนไทป์) โดยการตรวจสอบเครื่องหมายทางพันธุกรรมทั่วทั้งจีโนมในกลุ่มตัวอย่างจำนวนมาก GWAS จะคาดการณ์ความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ผ่านการวิเคราะห์ทางสถิติในระดับประชากร วิธีการนี้มีการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยโรคในมนุษย์และการสำรวจยีนที่ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับลักษณะที่ซับซ้อนในสัตว์หรือพืช
ที่ BMKGENE เรามีสองแนวทางสำหรับการทำ GWAS ในประชากรขนาดใหญ่ ได้แก่ การใช้การจัดลำดับจีโนมทั้งหมด (Whole-Genome Sequencing หรือ WGS) หรือเลือกใช้การจัดลำดับจีโนมแบบลดขนาด (Reduced Representation Genome Sequencing หรือ SLAF) ซึ่งพัฒนาขึ้นภายในองค์กร WGS เหมาะสำหรับจีโนมขนาดเล็ก ในขณะที่ SLAF เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับการศึกษาประชากรขนาดใหญ่ที่มีจีโนมยาวกว่า ช่วยลดต้นทุนการจัดลำดับได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งรับประกันประสิทธิภาพในการค้นหาเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่สูง
-
การจัดลำดับจีโนมทั้งหมดของพืช/สัตว์
การจัดลำดับจีโนมทั้งหมด (Whole Genome Sequencing หรือ WGS) เป็นเทคนิคที่ใช้ในการกำหนดลำดับดีเอ็นเอทั้งหมดของจีโนมของสิ่งมีชีวิตในครั้งเดียว
โดยปกติแล้ว บริการนี้จะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของจีโนมอ้างอิง:
- เดอ โนโวการจัดลำดับจีโนมทั้งหมดในสถานการณ์นี้ จีโนมที่จะทำการจัดลำดับไม่มีจีโนมอ้างอิงให้ใช้ ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการจัดลำดับนี้จึงเป็นการสร้างจีโนมอ้างอิงขึ้นมาใหม่ (หรือปรับปรุงจีโนมอ้างอิงที่มีอยู่แล้ว) เทคนิคนี้จำเป็นต้องใช้ทั้งข้อมูลจาก Illumina และการจัดลำดับแบบอ่านยาว (long-read sequencing) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประกอบจีโนมโดยการสร้างส่วนที่ทับซ้อนกันระหว่างลำดับการอ่าน
- การจัดลำดับใหม่หมายถึงการจัดลำดับจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในสายพันธุ์เดียวกัน โดยใช้จีโนมอ้างอิงที่ทราบแล้วเป็นพื้นฐาน จากนั้นจึงสามารถระบุความแตกต่างทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคลหรือประชากรได้
-
พันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการ
พันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการเป็นบริการลำดับดีเอ็นเอแบบครบวงจรที่ออกแบบมาเพื่อนำเสนอการตีความเชิงลึกเกี่ยวกับการวิวัฒนาการภายในกลุ่มบุคคลขนาดใหญ่ โดยอาศัยความแปรผันทางพันธุกรรม รวมถึง SNP, InDels, SVs และ CNVs บริการนี้ครอบคลุมการวิเคราะห์ที่จำเป็นทั้งหมดเพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการและลักษณะทางพันธุกรรมของประชากร รวมถึงการประเมินโครงสร้างประชากร ความหลากหลายทางพันธุกรรม และความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการ นอกจากนี้ยังเจาะลึกไปถึงการศึกษาการไหลของยีน ทำให้สามารถประมาณขนาดประชากรที่มีประสิทธิภาพและเวลาการแยกสายพันธุ์ได้ การศึกษาพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าเกี่ยวกับต้นกำเนิดและการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต
ที่ BMKGENE เรามีสองแนวทางสำหรับการศึกษาพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการในประชากรขนาดใหญ่ ได้แก่ การใช้การจัดลำดับจีโนมทั้งหมด (WGS) หรือการเลือกใช้วิธีการจัดลำดับจีโนมแบบลดขนาด ซึ่งก็คือ Specific-Locus Amplified Fragment (SLAF) ที่พัฒนาขึ้นภายในองค์กร WGS เหมาะสำหรับจีโนมขนาดเล็ก ในขณะที่ SLAF เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับการศึกษาประชากรขนาดใหญ่ที่มีจีโนมยาวกว่า ช่วยลดต้นทุนการจัดลำดับได้อย่างมีประสิทธิภาพ
-
จีโนมิกส์เชิงเปรียบเทียบ
จีโนมิกส์เชิงเปรียบเทียบเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบและเปรียบเทียบลำดับและโครงสร้างของจีโนมทั้งหมดระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน สาขานี้มุ่งที่จะเปิดเผยวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ถอดรหัสหน้าที่ของยีน และอธิบายกลไกการควบคุมทางพันธุกรรมโดยการระบุโครงสร้างและองค์ประกอบของลำดับที่อนุรักษ์ไว้หรือแตกต่างกันในสิ่งมีชีวิตต่างๆ การศึกษาจีโนมิกส์เชิงเปรียบเทียบอย่างครอบคลุมนั้นรวมถึงการวิเคราะห์ต่างๆ เช่น ตระกูลยีน การพัฒนาทางวิวัฒนาการ เหตุการณ์การเพิ่มจำนวนของจีโนมทั้งหมด และผลกระทบของแรงกดดันในการคัดเลือก
-
การประกอบจีโนมโดยใช้ Hi-C
Hi-C เป็นวิธีการที่ออกแบบมาเพื่อจับภาพการจัดเรียงตัวของโครโมโซมโดยการรวมปฏิสัมพันธ์แบบอาศัยความใกล้เคียงและการจัดลำดับแบบความเร็วสูง เชื่อกันว่าความเข้มของปฏิสัมพันธ์เหล่านี้มีความสัมพันธ์เชิงลบกับระยะทางทางกายภาพบนโครโมโซม ดังนั้น ข้อมูล Hi-C จึงถูกนำมาใช้เพื่อเป็นแนวทางในการจัดกลุ่ม เรียงลำดับ และกำหนดทิศทางของลำดับที่ประกอบขึ้นในจีโนมฉบับร่าง และยึดตรึงลำดับเหล่านั้นไว้บนโครโมโซมจำนวนหนึ่ง เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถประกอบจีโนมในระดับโครโมโซมได้แม้ไม่มีแผนที่พันธุกรรมระดับประชากร จีโนมทุกตัวจำเป็นต้องมีข้อมูล Hi-C
-
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
-
การจัดลำดับเอ็กโซมทั้งหมดของมนุษย์
การจัดลำดับเอ็กซอนทั้งหมดของมนุษย์ (hWES) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นวิธีการจัดลำดับที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าสำหรับการระบุการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรค แม้ว่าเอ็กซอนจะมีสัดส่วนเพียงประมาณ 1.7% ของจีโนมทั้งหมด แต่ก็มีบทบาทสำคัญโดยสะท้อนถึงลักษณะการทำงานของโปรตีนโดยรวมโดยตรง ที่น่าสังเกตคือ ในจีโนมของมนุษย์ การกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับโรคมากกว่า 85% เกิดขึ้นในบริเวณที่เข้ารหัสโปรตีน BMKGENE ให้บริการจัดลำดับเอ็กซอนทั้งหมดของมนุษย์อย่างครอบคลุมและยืดหยุ่น โดยมีกลยุทธ์การจับเอ็กซอนสองแบบที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองเป้าหมายการวิจัยที่หลากหลาย
-
การจัดลำดับชิ้นส่วนที่ขยายสัญญาณเฉพาะตำแหน่ง (SLAF-Seq)
วิธีการนี้พัฒนาขึ้นโดยอิสระโดย BMKGene และจัดอยู่ในกลุ่มการจัดลำดับจีโนมแบบลดขนาด (Reduced Representation Genome Sequencing) โดยจะปรับชุดเอนไซม์ตัดจำเพาะให้เหมาะสมกับแต่ละโครงการ เพื่อให้ได้แท็ก SLAF จำนวนมาก (บริเวณจีโนมขนาด 400-500 คู่เบส) ที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งจีโนม พร้อมทั้งหลีกเลี่ยงบริเวณที่ซ้ำซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงมั่นใจได้ว่าจะค้นพบเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่ดีที่สุด
เทคนิค RRGS ช่วยให้การระบุจีโนไทป์ทำได้อย่างรวดเร็ว และเป็นพื้นฐานสำหรับการค้นพบยีนที่ทำหน้าที่ หรือการวิเคราะห์วิวัฒนาการ ช่วยลดต้นทุนต่อตัวอย่าง ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพในการค้นพบเครื่องหมายทางพันธุกรรม RRGS ทำได้โดยการย่อย DNA ด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ และเน้นไปที่ช่วงขนาดชิ้นส่วนที่เฉพาะเจาะจง ทำให้ได้ลำดับเบสเพียงบางส่วนของจีโนมเท่านั้น ในบรรดาวิธีการ RRGS ต่างๆ นั้น การจัดลำดับเบสแบบขยายชิ้นส่วนเฉพาะตำแหน่ง (Specific-Locus Amplified Fragment Sequencing หรือ SLAF) เป็นวิธีการที่ปรับแต่งได้และมีคุณภาพสูง
