Plante/dyr De Novo Genome Sequencing
De Novosekventering refererer til konstruktionen af en arts hele genom ved hjælp af sekventeringsteknologier i fravær af et referencegenom. Introduktionen og den udbredte anvendelse af tredje generations sekventering, med længere læsninger, har forbedret genomsamlingen betydeligt ved at øge overlapningen mellem læsninger. Denne forbedring er især relevant, når man håndterer udfordrende genomer, såsom dem, der udviser høj heterozygositet, et højt forhold mellem gentagne regioner, polyploider og regioner med gentagne elementer, unormalt GC-indhold eller høj kompleksitet, der typisk er dårligt sammensat ved brug af kortlæst sekventering alene.
Vores one-stop-løsning giver integrerede sekventeringstjenester og bioinformatisk analyse, der leverer et de novo-samlet genom af høj kvalitet. En indledende genomundersøgelse med Illumina giver estimeringer af genomstørrelse og kompleksitet, og denne information bruges til at guide det næste trin af langlæst sekvensering med PacBio HiFi, efterfulgt afde novosamling af contigs. Den efterfølgende brug af HiC-samling muliggør forankring af contigs til genomet, hvilket opnår en kromosom-niveau samling. Endelig er genomet annoteret ved genforudsigelse og ved at sekventere udtrykte gener, idet man tyer til transkriptomer med korte og lange læsninger.
Servicefunktioner
● Integration af flere sekventerings- og bioinformatiske tjenester i en one-stop-løsning:
Genomundersøgelse med Illumina for at estimere genomstørrelse og guide efterfølgende trin;
Lang læst sekvensering forde novosamling af contigs;
Hi-C sekventering til kromosom forankring;
mRNA-sekventering til annotering af gener;
Validering af forsamlingen.
● Service egnet til at konstruere nye genomer eller forbedring af eksisterende referencegenomer for arter af interesse.
Service fordele
Udvikling af sekventeringsplatforme og bioinformatik ide novogenom samling
(Amarasinghe SL et al.,Genom Biologi, 2020)
●Omfattende ekspertise og publikationsjournal: BMKGene har akkumuleret massiv erfaring med højkvalitets genomsamling af forskellige arter, herunder diploide genomer og meget komplekse genomer af polyploide og allopolyploide arter. Siden 2018 har vi bidraget til over300 højtydende publikationer, og 20+ af dem er udgivet i Nature Genetics.
● One-stop-løsning: Vores integrerede tilgang kombinerer flere sekventeringsteknologier og bioinformatiske analyser i en sammenhængende arbejdsgang, der leverer et samlet genom af høj kvalitet.
●Skræddersyet til dine behov: Vores service workflow kan tilpasses, hvilket muliggør tilpasning til genomer med forskellige funktioner og specifikke forskningsbehov. Dette inkluderer at rumme gigantiske genomer, polyploide genomer, meget heterozygote genomer og mere.
●Højt kvalificeret bioinformatik- og laboratorieteam: med stor erfaring inden for både den eksperimentelle og bioinformatiske front af komplekse genomsamlinger og en række patenter og software copyrights.
●Support efter salg:Vores engagement strækker sig ud over projektafslutning med en 3-måneders eftersalgsserviceperiode. I løbet af denne tid tilbyder vi projektopfølgning, fejlfindingshjælp og Q&A-sessioner for at løse eventuelle spørgsmål relateret til resultaterne.
Service specifikationer
| Genomundersøgelse | Genom samling | Kromosom-niveau | Genom annotering |
| 50X Illumina NovaSeq PE150
| 30X PacBio CCS HiFi læser | 100X Hi-C | RNA-seq Illumina PE150 10 Gb + (valgfri) Fuld længde RNA-seq PacBio 40 Gb eller Nanopore 12 Gb |
Servicekrav
For Genome Survey, Genome Assembly og Hi-C Assembly:
| Væv eller ekstraherede nukleinsyrer | Genomundersøgelse | Genomsamling med PacBio | Hi-C samling |
| Dyreindvolde | 0,5-1 g
| ≥ 3,5 g | ≥2 g |
| Dyremuskel | ≥ 5 g | ||
| Pattedyrs Blod | 1,5 ml
| ≥ 5 ml | ≥2 ml |
| Fjerkræ/Fiskeblod | ≥ 0,5 ml | ||
| Plante- Frisk Blad | 1-2 g | ≥ 5 g | ≥ 4 g |
| dyrkede celler |
| ≥ 1x108 | ≥ 1x107 |
| Insekt | 0,5-1 g | ≥ 3 g | ≥ 2 g |
| Udvundet DNA | Koncentration: ≥1 ng/µL Mængde ≥ 30 ng Begrænset eller ingen nedbrydning eller forurening | Koncentration: ≥ 50 ng/µL Mængde: 10 µg/flowcelle/prøve OD260/280=1,7-2,2 OD260/230=1,8-2,5 Begrænset eller ingen nedbrydning eller forurening |
-
|
Til genomannotering med transkriptomik:
| Væv eller ekstraherede nukleinsyrer | Illumina transkriptom | PacBio transkriptom | Nanopore transkriptom |
| Plante- Rod/Stængel/ Kronblad | 450 mg | 600 mg | |
| Plante – Blad/frø | 300 mg | 300 mg | |
| Plante - Frugt | 1,2 g | 1,2 g | |
| Dyrs hjerte/tarm | 300 mg | 300 mg | |
| Dyreindvolde/hjerne | 240 mg | 240 mg | |
| Dyremuskel | 450 mg | 450 mg | |
| Dyreknogler/hår/hud | 1 g | 1 g | |
| Leddyr - Insekt | 6 | 6 | |
| Leddyr - Krebsdyr | 300 mg | 300 mg | |
| Fuldblod | 1 rør | 1 rør | |
| Ekstraheret RNA | Koncentration: ≥ 20 ng/µL Mængde ≥ 0,3 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 6 5≥28S/18S≥1 | Koncentration: ≥ 100 ng/µL Mængde ≥ 0,75 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 8 5≥28S/18S≥1 | Koncentration: ≥ 100 ng/µL Mængde ≥ 0,75 µg OD260/280=1,7-2,5 OD260/230=0,5-2,5 RIN≥ 7,5 5≥28S/18S≥1 |
Anbefalet prøvelevering
Beholder: 2 ml centrifugerør (stanniol anbefales ikke)
(For de fleste af prøverne anbefaler vi ikke at konservere i ethanol.)
Prøvemærkning: Prøver skal være tydeligt mærkede og identiske med den indsendte prøveinformationsformular.
Forsendelse: Tøris: Prøver skal først pakkes i poser og begraves i tøris.
Arbejdsgang
Service Work Flow
Eksperimentdesign
Prøve levering
DNA-ekstraktion
Biblioteksbyggeri
Sekvensering
Dataanalyse
Eftersalgsservice
Komplet bioinformatisk analyse, opdelt i 4 trin:
1) Genomundersøgelse baseret på k-mer analyse med NGS lyder:
Estimering af genomstørrelse
Estimering af heterozygositet
Estimat af gentagne regioner
2) Genomsamling med PacBio HiFi:
De novoforsamling
Samlingsvurdering: inklusive BUSCO-analyse for genomets fuldstændighed og kortlægning af NGS- og PacBio HiFi-aflæsninger
3) Hi-C samling:
Hi-C bibliotek QC: estimering af gyldige Hi-C interaktioner
Hi-C-samling: gruppering af contigs i grupper, efterfulgt af contig-bestilling inden for hver gruppe og tildeling af contig-orientering
Hi-C evaluering
4) Genom annotering:
Ikke-kodende RNA forudsigelse
Identifikation af gentagne sekvenser (transposoner og tandemgentagelser)
Gen forudsigelse
§De novo: ab initio algoritmer
§ Baseret på homologi
§ Baseret på transkriptom, med lange og korte læsninger: læser erde novosamlet eller kortlagt til udkastet genom
§ Annotering af forudsagte gener med flere databaser
1) Genome Survey- k-mer analyse
2) Genomsamling
2) Genomsamling – PacBio HiFi læser kortlægning til udkast til samling
2) Hi-C Assembly – estimering af Hi-C gyldige interaktionspar
3) Hi-C evaluering efter montering
4) Genom Annotation – integration af forudsagte gener
4) Genom annotation - forudsagt gener annotation
Udforsk de fremskridt, der er faciliteret af BMKGenes de novo genomsamlingstjenester gennem en kurateret samling af publikationer:
Li, C. et al. (2021) 'Genomsekvenser afslører globale spredningsruter og foreslår konvergerende genetiske tilpasninger i søhestes evolution', Nature Communications, 12(1). doi: 10.1038/S41467-021-21379-X.
Li, Y. et al. (2023) 'Storskala kromosomændringer fører til ændringer i genom-niveau-ekspression, miljøtilpasning og arter i homoseksuelle (Bos frontalis)', Molecular Biology and Evolution, 40(1). doi: 10.1093/MOLBEV/MSAD006.
Tian, T. et al. (2023) 'Genomsamling og genetisk dissektion af en fremtrædende tørkeresistent majskimplasma', Nature Genetics 2023 55:3, 55(3), s. 496–506. doi: 10.1038/s41588-023-01297-y.
Zhang, F. et al. (2023) 'Afsløring af udviklingen af tropanalkaloidbiosyntese ved at analysere to genomer i Solanaceae-familien', Nature Communications 2023 14:1, 14(1), s. 1-18. doi: 10.1038/s41467-023-37133-4.
Udfordrende case-studier:
Telomer-til-telomer samling:Fu, A. et al. (2023) 'Telomer-til-telomer-genomsamling af bitter melon (Momordica charantia L. var. abbreviata Ser.) afslører frugtudvikling, sammensætning og modningsgenetiske egenskaber', Horticulture Research, 10(1). doi: 10.1093/HR/UHAC228.
Haplotype samling:Hu, W. et al. (2021) 'Allel-defineret genom afslører biallel differentiering under kassavaevolution', Molecular Plant, 14(6), s. 851-854. doi: 10.1016/j.molp.2021.04.009.
Kæmpe genomsamling:Yuan, J. et al. (2022) 'Genomisk grundlag for giga-kromosomerne og giga-genomet af træpæonen Paeonia ostii', Nature Communications 2022 13:1, 13(1), s. 1-16. doi: 10.1038/s41467-022-35063-1.
Polyploid genomsamling:Zhang, Q. et al. (2022) 'Genomisk indsigt i den nylige kromosomreduktion af autopolyploide sukkerrør Saccharum spontaneum', Nature Genetics 2022 54:6, 54(6), s. 885-896. doi: 10.1038/s41588-022-01084-1.
