基因组单分子光学图谱

可以获得更长的光学图谱reads

技术介绍

基因组单分子光学图谱是来源于单个DNA分子有序的全基因组限制性内切酶酶切位点图谱。能提供宏观的框架支持,反应整个基因组的结构信息。 BioNano全新的标记技术Direct Label and Stain(DLS),无需对基因组DNA进行酶切,无任何物理损伤,避免了fragile sites对基因组组装长度的影响。相比原来BioNano的NLRS标记技术,可以获得更长的光学图谱reads。

平台展示

BioNano Irys是BioNano第一代单分子基因组结构分析平台,结合单酶切和荧光标记对DNA单分子线性化高分辨率成像,无PCR扩增所引入的系统误差,保持DNA最真实的原始信息,兼容包括一代、二代及三代等各测序平台的数据,让基因组信息尽收眼底。

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基因组单分子光学图谱分析系统(BioNano Irys)

Saphyr是BioNano第二代单分子基因组结构分析平台,该系统采用了与Irys相同的技术,在此基础上扩大了通量, 并以更高的速度用以检测和分析基因组的光学图谱。并且Saphyr可以提供数据处理方案,自动进行数据分析,是一种更为高效和经济的新一代图谱绘制(Next-Generation Mapping,NGM)方案。

基因组单分子光学图谱分析系统(BioNano Saphyr)
基因组单分子光学图谱分析系统(BioNano Saphyr)
高容量Saphyr芯片
高容量Saphyr芯片

实验原理

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实验原理

主要特点

超高准确度

超高准确度

光学图谱构建所需要的DNA分子是最原始的,不经过扩增打断等处理,具有高达150%的信息密度且无DNA损伤,所以其反应的是物种DNA最真实状态。

超长读长

超长读长

光学图谱具有超长的读长,可达到上百Kb或Mb且NG50高达100+Mbp,远大于测序读长,可以跨过部分重复区域,所以在解决重复序列等组装难题时,具有很好的效果。

明确基因组gap大小

明确基因组gap大小

光学图谱在辅助基因组组装时,可以通过酶切标记固定基因组序列的位置,明确片段之间的gap大小。

高完整性

高完整性

高达88-99%的NGS contigs包含在混合Scaffold中,可兼容多种物种。

应用方向

辅助基因组组装

Saphyr 半导体芯片上有多达120,000个纳米通道,经高清CCD对所有纳米通道的DNA实时成像,每个flowcell可采集高达5T数据,软件自动将图片数据转换成分子数据,最终组装得到全基因组光学图谱。

(1)基因组组装纠错

光学图谱可以对Nanopore或PacBio测序拼接的Contig序列进行排序和定位,明确片段之间的gap大小,同时识别与纠正Contig组装中潜在的错误连接,甚至可实现染色体水平组装。

Hi-C技术可基于核内染色质交联频率的统计方法将Contig连接到染色体长度的Scaffold上。在Contig排序和定向上仍存在一定错误。Bionano光学图谱可以帮助识别并纠正这些错误。

 

 

(2)提升scaffold水平

光学图谱可以在有基因组组装的情况下,混合组装将最初的数千个Contigs缩减至少量Scaffold,提升基因组组装的连续性。基因组组装质量越好,光学图谱的提升效果也就越好。

结构变异检测

Bionano光学图谱可以利用单分子荧光标记检测结构变异,能特异性展示基因组真实结构,包括插入缺失、易位、倒位重复扩张、串联重复等变异信息。相比传统的结构变异检测工具,如核型、FISH,Saphyr 拥有无可比拟的分辨率、全基因组覆盖度,便捷的操作流程以及直观的结果呈现,对结果变异领域的难点平衡易位和倒位可准确检出。Saphyr检测长度从500 bp到Mb不等的结构变异,并提供远远优于基于测序技术的灵敏度的组装和发现算法。

案例

xxfseo.com