《Genes》特刊聚焦SMRT技术在各个领域的应用

【字体: 时间:2019年06月19日 来源:生物通

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  随着Sequel II系统的推出,PacBio公司的单分子实时(SMRT)测序技术正变得越来越强大。近日,《Genes》杂志发布了SMRT测序技术的特刊,介绍了这项技术在各个研究领域的应用。

随着Sequel II系统的推出,PacBio公司的单分子实时(SMRT)测序技术正变得越来越强大。近日,《Genes》杂志发布了SMRT测序技术的特刊,介绍了这项技术在各个研究领域的应用。

乌普萨拉大学的Adam Ameur博士以及辛辛那提儿童医院医疗中心的Matthew S. Hestand博士此次担任客座编辑。他们介绍了SMRT测序技术的几点明显优势,包括读长特别长(20 kb或以上),无以伦比的consensus准确性以及测序未扩增的天然分子的能力。

正如这本特刊所示,SMRT测序技术将让许多不同的研究领域受益,不仅仅是基础科学,还包括农业、环境和医学研究等领域。下面我们就来看看特刊中介绍的一些研究成果。

一只蚊子就够了

PacBio测序通量的提高及成本的降低使其成为许多大型基因组计划的核心技术。不过,标准的操作方案对起始量的要求比较高,一般需要5 µg的DNA,这使得PacBio无法用于许多小生物的项目(DNA含量太少)或者DNA起始量有限的项目。

为此,PacBio和Sanger研究所的研究人员合作对SMRT测序方案进行了改进,降低了DNA起始量的要求。这一次,研究人员只用一只按蚊(Anopheles coluzzii)就实现了高质量的de novo基因组组装。文库构建方案经过修改后去掉了DNA剪切和长度筛选的步骤,仅仅需要100 ng基因组DNA就能生成SMRTbell文库。

标题:
A High-Quality De novo Genome Assembly from a Single Mosquito Using PacBio Sequencing

促进大规模的蛋白生产

大家对昆虫表达系统一定不陌生。来源于粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)的细胞系就经常用于重组蛋白的表达,以生产治疗相关的蛋白。不过,人们手头的鳞翅目昆虫基因组数据有限,这妨碍了蛋白生产系统的改造。于是,美国Frederick国家癌症研究实验室的研究人员利用PacBio等技术对来源于粉纹夜蛾的Tni-FNL细胞系进行de novo基因组组装。他们希望这项工作能够促进表达宿主的大规模基因组改造。

标题:
Genome Assembly and Annotation of the Trichoplusia ni Tni-FNL Insect Cell Line Enabled by Long-Read Technologies

补充参考数据中的遗传多样性

乌普萨拉大学和斯德哥尔摩大学的研究人员正利用SMRT测序技术来补充人类基因组数据集中的遗传多样性。他们对两名瑞典人的基因组进行de novo组装,发现GRCh38人类参考基因组缺少了超过10 Mb的序列。这部分序列具有高度重复性,且GC含量高,主要位于着丝粒或端粒区域。这些结果表明GRCh38参考基因组还不完整。

标题:
De Novo Assembly of Two Swedish Genomes Reveals Missing Segments from the Human GRCh38 Reference and Improves Variant Calling of Population-Scale Sequencing Data

保护我们周围的真菌

吉林农业大学和密歇根州立大学的研究人员利用SMRT测序来阐明榆耳(Gloeostereum incarnatum)的药用价值。榆耳是一种在亚洲广泛种植的珍贵食用菌。研究人员组装了高质量的榆耳基因组,并鉴定出与萜类和多糖合成相关的基因簇。

标题:
Genome Sequencing Illustrates the Genetic Basis of the Pharmacological Properties of Gloeostereum incarnatum

同时,吉林农业大学、沈阳农业大学和华大基因的研究人员对一种寄生菌进行了测序。Cladobotryum protrusum这种霉菌通常寄生在栽培的蘑菇上,引起蛛网病并造成蘑菇减产。研究人员组装了高质量的C. protrusum基因组,发现它编码了一系列与病原体-宿主相互作用、真菌毒素和色素有关的基因。另外一些基因可能产生具有生物活性的次级代谢产物以及与应激反应相关的蛋白,对适应恶劣环境具有重要意义。

标题:
Genome Sequencing of Cladobotryum protrusum Provides Insights into the Evolution and Pathogenic Mechanisms of the Cobweb Disease Pathogen on Cultivated Mushroom

发现骨髓细胞亚群的区别

乔治城大学Lombardi综合癌症中心的Anne Deslattes Mays和Anton Wellstein领导了一项研究,利用SMRT全长RNA测序技术分析了新鲜采集的人骨髓祖细胞(谱系阴性)和分化细胞(谱系阳性)的转录组。Iso-Seq分析结果表明,转录异构体的数量比之前检测到的高5倍,并且不同的细胞亚群有着不同的转录异构体特征。

标题:
Single-Molecule Real-Time (SMRT) Full-Length RNA-Sequencing Reveals Novel and Distinct mRNA Isoforms in Human Bone Marrow Cell Subpopulations

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