Trình tự bộ gen De Novo của thực vật/động vật
De NovoGiải trình tự gen đề cập đến việc xây dựng toàn bộ bộ gen của một loài bằng cách sử dụng các công nghệ giải trình tự khi không có bộ gen tham chiếu. Sự ra đời và ứng dụng rộng rãi của công nghệ giải trình tự thế hệ thứ ba, với các đoạn đọc dài hơn, đã cải thiện đáng kể việc lắp ráp bộ gen bằng cách tăng sự chồng chéo giữa các đoạn đọc. Sự cải thiện này đặc biệt quan trọng khi xử lý các bộ gen phức tạp, chẳng hạn như những bộ gen có độ dị hợp tử cao, tỷ lệ vùng lặp lại cao, đa bội, và các vùng có yếu tố lặp lại, hàm lượng GC bất thường, hoặc độ phức tạp cao mà thường khó lắp ráp bằng cách chỉ sử dụng giải trình tự đoạn đọc ngắn.
Giải pháp trọn gói của chúng tôi cung cấp các dịch vụ giải trình tự tích hợp và phân tích tin sinh học, mang lại bộ gen được lắp ráp de novo chất lượng cao. Khảo sát bộ gen ban đầu với Illumina cung cấp ước tính về kích thước và độ phức tạp của bộ gen, và thông tin này được sử dụng để định hướng bước tiếp theo là giải trình tự đọc dài với PacBio HiFi, tiếp theo là...mớiLắp ráp các đoạn contig. Việc sử dụng phương pháp lắp ráp HiC sau đó cho phép neo các đoạn contig vào bộ gen, thu được bản lắp ráp ở cấp độ nhiễm sắc thể. Cuối cùng, bộ gen được chú thích bằng cách dự đoán gen và giải trình tự các gen được biểu hiện, sử dụng dữ liệu phiên mã với các đoạn đọc ngắn và dài.
Tính năng dịch vụ
● Tích hợp nhiều dịch vụ giải trình tự và tin sinh học trong một giải pháp trọn gói:
Khảo sát bộ gen bằng công nghệ Illumina để ước tính kích thước bộ gen và định hướng các bước tiếp theo;
Giải trình tự đọc dài chomớilắp ráp các đoạn contig;
Giải trình tự Hi-C để xác định vị trí neo nhiễm sắc thể;
Giải trình tự mRNA để chú thích gen;
Kiểm tra tính hợp lệ của quá trình lắp ráp.
● Dịch vụ phù hợp để xây dựng bộ gen mới hoặc cải tiến bộ gen tham chiếu hiện có cho các loài cần nghiên cứu.
Ưu điểm dịch vụ
Phát triển các nền tảng giải trình tự và tin sinh học trongmớilắp ráp bộ gen
(Amarasinghe SL và cộng sự,Sinh học bộ gen(2020)
●Kinh nghiệm chuyên môn sâu rộng và thành tích xuất bản đáng kểBMKGene đã tích lũy được kinh nghiệm sâu rộng trong việc lắp ráp bộ gen chất lượng cao của nhiều loài khác nhau, bao gồm cả bộ gen lưỡng bội và bộ gen phức tạp của các loài đa bội và dị đa bội. Từ năm 2018, chúng tôi đã đóng góp vào hơn...300 ấn phẩm có tầm ảnh hưởng cao, và hơn 20 trong số đó được xuất bản trên tạp chí Nature Genetics..
● Giải pháp trọn góiCách tiếp cận tích hợp của chúng tôi kết hợp nhiều công nghệ giải trình tự và phân tích tin sinh học thành một quy trình làm việc mạch lạc, mang lại bộ gen được lắp ráp chất lượng cao.
●Được thiết kế riêng theo nhu cầu của bạnQuy trình dịch vụ của chúng tôi có thể tùy chỉnh, cho phép thích ứng với các bộ gen có đặc điểm đa dạng và nhu cầu nghiên cứu cụ thể. Điều này bao gồm việc đáp ứng các bộ gen khổng lồ, bộ gen đa bội, bộ gen có độ dị hợp tử cao, và hơn thế nữa.
●Đội ngũ chuyên gia tin sinh học và phòng thí nghiệm tay nghề caoVới kinh nghiệm dày dặn trong cả lĩnh vực thực nghiệm và tin sinh học liên quan đến việc lắp ráp bộ gen phức tạp, cùng với một loạt bằng sáng chế và bản quyền phần mềm.
●Hỗ trợ sau bán hàng:Cam kết của chúng tôi không chỉ dừng lại ở việc hoàn thành dự án mà còn kéo dài đến 3 tháng sau khi dự án kết thúc. Trong thời gian này, chúng tôi sẽ theo dõi dự án, hỗ trợ khắc phục sự cố và tổ chức các buổi hỏi đáp để giải đáp mọi thắc mắc liên quan đến kết quả.
Thông số kỹ thuật dịch vụ
| Khảo sát bộ gen | Lắp ráp bộ gen | Cấp độ nhiễm sắc thể | Chú thích bộ gen |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| Đọc dữ liệu PacBio CCS HiFi 30X | 100X Hi-C | RNA-seq Illumina PE150 10 Gb + (không bắt buộc) RNA-seq toàn bộ PacBio 40 Gb hoặc Nanopore 12 Gb |
Yêu cầu dịch vụ
Đối với Khảo sát bộ gen, Lắp ráp bộ gen và Lắp ráp Hi-C:
| Mô hoặc axit nucleic được chiết xuất | Khảo sát bộ gen | Lắp ráp bộ gen bằng PacBio | Lắp ráp Hi-C |
| Nội tạng động vật | 0,5-1 g
| ≥ 3,5 g | ≥2 g |
| Cơ bắp động vật | ≥ 5 g | ||
| Máu động vật có vú | 1,5 mL
| ≥ 5 mL | ≥2 mL |
| Máu gia cầm/cá | ≥ 0,5 mL | ||
| Cây - Lá tươi | 1-2 g | ≥ 5 g | ≥ 4 g |
| Tế bào nuôi cấy |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| Côn trùng | 0,5-1 g | ≥ 3 g | ≥ 2 g |
| DNA được chiết xuất | Nồng độ: ≥1 ng/ µL Lượng ≥ 30 ng Mức độ xuống cấp hoặc ô nhiễm hạn chế hoặc không đáng kể. | Nồng độ: ≥ 50 ng/ µL Lượng: 10 µg/ô dòng chảy/mẫu OD260/280=1,7-2,2 OD260/230=1,8-2,5 Mức độ xuống cấp hoặc ô nhiễm hạn chế hoặc không đáng kể. |
-
|
Đối với việc chú thích bộ gen bằng dữ liệu phiên mã học:
| Mô hoặc axit nucleic được chiết xuất | Illumina Transcriptome | PacBio Transcriptome | Hệ gen phiên mã Nanopore |
| Cây - Rễ/Thân/Cánh hoa | 450 mg | 600 mg | |
| Cây – Lá/Hạt | 300 mg | 300 mg | |
| Cây - Quả | 1,2 g | 1,2 g | |
| Tim/ruột động vật | 300 mg | 300 mg | |
| Nội tạng/não động vật | 240 mg | 240 mg | |
| Cơ bắp động vật | 450 mg | 450 mg | |
| Xương/Lông/Da động vật | 1 g | 1 g | |
| Động vật chân đốt - Côn trùng | 6 | 6 | |
| Động vật chân đốt - Giáp xác | 300 mg | 300 mg | |
| Máu toàn phần | 1 tuýp | 1 tuýp | |
| RNA được chiết xuất | Nồng độ: ≥ 20 ng/ µL Lượng ≥ 0,3 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Nồng độ: ≥ 100 ng/ µL Lượng ≥ 0,75 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Nồng độ: ≥ 100 ng/ µL Lượng ≥ 0,75 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 7,5 5≥28S/18S≥1 |
Đề xuất giao mẫu
Vật chứa: Ống ly tâm 2 ml (Không nên dùng giấy bạc)
(Đối với hầu hết các mẫu, chúng tôi khuyên không nên bảo quản trong ethanol.)
Ghi nhãn mẫu: Các mẫu phải được ghi nhãn rõ ràng và giống hệt với thông tin trong phiếu thông tin mẫu đã nộp.
Vận chuyển: Đá khô: Các mẫu cần được đóng gói vào túi trước rồi chôn trong đá khô.
Quy trình làm việc
Quy trình công việc dịch vụ
Thiết kế thí nghiệm
Giao hàng mẫu
Chiết xuất DNA
Xây dựng thư viện
Trình tự
Phân tích dữ liệu
Dịch vụ hậu mãi
Phân tích tin sinh học hoàn chỉnh, được chia thành 4 bước:
1) Khảo sát bộ gen, dựa trên phân tích k-mer với dữ liệu đọc NGS:
Ước tính kích thước bộ gen
Ước tính độ dị hợp tử
Ước tính các vùng lặp lại
2) Lắp ráp bộ gen bằng PacBio HiFi:
De novocuộc họp
Đánh giá quá trình lắp ráp: bao gồm phân tích BUSCO để xác định tính đầy đủ của bộ gen và đối chiếu dữ liệu đọc NGS và PacBio HiFi.
3) Lắp ráp Hi-C:
Kiểm soát chất lượng thư viện Hi-C: ước tính các tương tác Hi-C hợp lệ
Lắp ráp Hi-C: phân cụm các đoạn contig thành từng nhóm, sau đó sắp xếp thứ tự các đoạn contig trong mỗi nhóm và xác định hướng của chúng.
Đánh giá Hi-C
4) Chú thích bộ gen:
Dự đoán RNA không mã hóa
Xác định các trình tự lặp lại (transposon và trình tự lặp lại song song)
Dự đoán gen
§De novo: thuật toán ab initio
§ Dựa trên sự tương đồng
§ Dựa trên transcriptome, với các đoạn đọc dài và ngắn: các đoạn đọc làmớiđược lắp ráp hoặc đối chiếu với bộ gen dự thảo
§ Chú thích các gen dự đoán bằng nhiều cơ sở dữ liệu
1) Khảo sát bộ gen - Phân tích k-mer
2) Lắp ráp bộ gen
2) Lắp ráp bộ gen – Đối chiếu các trình tự đọc PacBio HiFi với bản lắp ráp thô
2) Lắp ráp Hi-C – ước tính các cặp tương tác hợp lệ của Hi-C
3) Đánh giá sau lắp ráp Hi-C
4) Chú thích bộ gen – tích hợp các gen dự đoán
4) Chú thích bộ gen – chú thích gen dự đoán
Khám phá những tiến bộ đạt được nhờ dịch vụ lắp ráp bộ gen de novo của BMKGene thông qua bộ sưu tập các ấn phẩm được tuyển chọn:
Li, C. et al. (2021) 'Trình tự bộ gen tiết lộ các tuyến đường phân tán toàn cầu và gợi ý sự thích nghi di truyền hội tụ trong quá trình tiến hóa của cá ngựa', Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X.
Li, Y. et al. (2023) 'Những thay đổi nhiễm sắc thể quy mô lớn dẫn đến những thay đổi biểu hiện ở cấp độ bộ gen, sự thích nghi với môi trường và sự hình thành loài ở Gayal (Bos frontalis)', Sinh học phân tử và Tiến hóa, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006.
Tian, T. et al. (2023) 'Lắp ráp bộ gen và phân tích di truyền của nguồn gen ngô kháng hạn nổi bật', Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), trang 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y.
Zhang, F. et al. (2023) 'Tiết lộ sự tiến hóa của quá trình sinh tổng hợp ancaloit tropan bằng cách phân tích hai bộ gen trong họ Solanaceae', Nature Communications 2023 14:1, 14(1), trang 1–18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4.
Các bài tập tình huống đầy thách thức:
Sự lắp ráp telomere-đến-telomere:Fu, A. et al. (2023) 'Lắp ráp bộ gen từ telomere đến telomere của mướp đắng (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) tiết lộ đặc điểm di truyền về sự phát triển, thành phần và quá trình chín của quả', Nghiên cứu Làm vườn, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
Lắp ráp kiểu gen:Hu, W. et al. (2021) 'Bộ gen được xác định bằng alen tiết lộ sự phân hóa hai alen trong quá trình tiến hóa của sắn', Thực vật phân tử, 14(6), trang 851–854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009.
Lắp ráp bộ gen khổng lồ:Yuan, J. et al. (2022) 'Cơ sở bộ gen của nhiễm sắc thể khổng lồ và bộ gen khổng lồ của cây mẫu đơn Paeonia ostii', Nature Communications 2022 13:1, 13(1), trang 1–16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1.
Lắp ráp bộ gen đa bội:Zhang, Q. et al. (2022) 'Những hiểu biết về bộ gen liên quan đến sự giảm nhiễm sắc thể gần đây của cây mía tự đa bội Saccharum spontaneum', Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), trang 885–896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1.
