來源： 江西立康（公眾號）

2022年4月，T2T聯(lián)盟（國際科學(xué)團(tuán)隊端粒到端粒聯(lián)盟）發(fā)表了首個完整的人類基因組。這一成就是通過實驗和計算上的一系列創(chuàng)新實現(xiàn)的，而長讀長測序正是負(fù)責(zé)生成T2T數(shù)據(jù)的主要技術(shù)。因此，長讀長測序技術(shù)被《Nature Methods》雜志評為2022年最佳科學(xué)方法，正幫助全球科學(xué)家從人類及其他物種的基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀基因組中獲得大量發(fā)現(xiàn)。無論是PacBio還是Nanopore技術(shù)，在測序前，樣本的濃度和純度測量均可由NanoPhotometer?完成，結(jié)合完整性數(shù)據(jù)，以確保樣本質(zhì)量符合測序要求。

坐標(biāo)：意大利錫耶納大學(xué) 分子微生物學(xué)與生物技術(shù)實驗室

期刊：《Microbial Genomics》

測序方法：Oxford Nanopore

牛津納米孔技術(shù)是細(xì)菌基因組學(xué)的重要工具，使實現(xiàn)長讀長測序可能。緩癥鏈球菌是一種革蘭氏陽性細(xì)菌，屬于口腔共生微生物群。有時可能是感染性心內(nèi)膜炎、菌血癥和敗血癥等疾病的病因。緩癥鏈球菌基因組的重復(fù)性破壞了僅依靠短測序讀數(shù)的完整基因組的組裝。牛津納米孔測序被證明通過產(chǎn)生長讀長信息來克服這一限制，從而能夠解析基因組重復(fù)區(qū)域并組裝完整的基因組序列。由于納米孔測序運(yùn)行的輸出受到基因組DNA質(zhì)量和分子量的強(qiáng)烈影響，因此DNA分離是優(yōu)化測序運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。

研究小組發(fā)表了三種DNA分離方法的比較結(jié)果，這三種方法對高度重組的緩癥鏈球菌基因組的測序進(jìn)行了驗證，旨在從樣本中分離出純高分子量DNA，作為牛津納米孔測序?qū)嶒灥哪０濉Ｑ芯拷Y(jié)果表明，使用基于機(jī)械裂解的方法分離的DNA，盡管成本更低、速度更快，但不會產(chǎn)生超長讀取（大讀取長度為59516個堿基），也不允許組裝圓形完整基因組。使用兩種基于酶解的方法分離的DNA產(chǎn)生超長讀取，高達(dá)181199個堿基，實現(xiàn)了循環(huán)完整基因組組裝。這些方法可容易地應(yīng)用于從難裂解的革蘭氏陽性細(xì)菌中分離高分子量基因組DNA。

NanoPhotometer?應(yīng)用：基因組DNA純度比值測量。

坐標(biāo)：美國明尼蘇達(dá)大學(xué)  動物科學(xué)系

期刊：《Nucleic Acids Research》

測序方法：Oxford Nanopore

接下來是克里斯托弗·福爾克（Christopher Faulk）在NAR上發(fā)表的突破性文章，闡述了長讀測序的時間和成本節(jié)約潛力。通常，參考動物基因組生成是一項耗時且成本高昂的操作。使用納米孔技術(shù)的DNA測序提供了直接、實時、長讀取、可擴(kuò)展、便攜式、自動化、快速和全面的基因組分析。

Faulk僅在一周內(nèi)就花費1000美元就對這一黑色木匠螞蟻的基因組進(jìn)行了測序。與核基因組一起，線粒體基因組與線粒體基因組以及生活在螞蟻體內(nèi)的兩種共生細(xì)菌一起組裝。納米孔技術(shù)還使同一只螞蟻的表觀遺傳學(xué)測量成為可能，并復(fù)制了其他顯示DNA甲基化程度很低的研究。參考基因組在連續(xù)性和蛋白質(zhì)預(yù)測準(zhǔn)確性方面優(yōu)于其他螞蟻物種。這種方法將允許其他基礎(chǔ)型實驗室以低成本創(chuàng)建高質(zhì)量的基因組組件。

NanoPhotometer?應(yīng)用：基因組DNA純度比值測量。

坐標(biāo)：印尼布拉干薩理工大學(xué)  農(nóng)學(xué)和園藝系

期刊：《Data in Brief》

測序方法：PicBio

野肉豆蔻（Myristica fatua）是印度尼西亞的一種重要香料，研究人員正在對該物種的基因組資源進(jìn)行分析，發(fā)表了 Myristica fatua編碼序列（CDS），作為第一個轉(zhuǎn)錄組參考，該序列利用牛津納米孔技術(shù)的長讀測序獲得了全長轉(zhuǎn)錄組組件。從這些數(shù)據(jù)中可以獲得全長轉(zhuǎn)錄本，這有助于研究基因表達(dá)分析。該信息為與肉豆蔻屬相關(guān)屬的作物育種計劃提供了EST微衛(wèi)星分子標(biāo)記數(shù)據(jù)集，并可用于鑒定與類黃酮生物合成相關(guān)的全長轉(zhuǎn)錄物，供分子生物學(xué)家在肉豆蔻屬和相關(guān)屬的下游分析中使用。

NanoPhotometer?應(yīng)用：肉豆蔻葉中提取的RNA的定量和純度分析。

坐標(biāo)：波多黎各大學(xué)馬亞圭斯分校 生物學(xué)系

期刊：《Genes》

測序方法：PicBio

大安的列斯群島的亞馬遜鸚鵡，代表了島嶼上物種形成的一個模型，類似于加拉帕戈斯群島的達(dá)爾文雀。亞馬遜鸚鵡從中美洲大陸遷徙大安的列斯群島，但對于這種情況發(fā)生的方式和時間沒有達(dá)成共識。多國組成的研究小組發(fā)表了一項研究，該研究對大安的列斯群島所有現(xiàn)存亞馬遜鸚鵡物種（a.leucocephala、a.agilis、a.claria、a.ventralis和a.vittata）進(jìn)行了長讀長測序，并注釋了完整的線粒體基因組，包括注釋的線粒體基因組圖，種群多樣性和進(jìn)化歷史。

這項研究的數(shù)據(jù)支持踏腳石擴(kuò)散（stepping-stone dispersal）和物種形成假說，該假說描述了祖先種群從中美洲大陸抵達(dá)時，大約開始于3.47 MYA（百萬年前），并導(dǎo)致了整個安的列斯群島物種的多樣化，到達(dá)波多黎各島在0.67 MYA。這一分析有助于理解進(jìn)化歷史，和對序列變化進(jìn)行后續(xù)評估，并有助于設(shè)計未來的保護(hù)工作。

NanoPhotometer?應(yīng)用：提取的基因組DNA濃度測量。

如果您使用基因測序作為研究手段，可根據(jù)通量需求選擇多種型號的NanoPhotometer?作為對少量或大量樣本質(zhì)控的工具。相信Implen能夠成為您在基因測序工作中值得信賴的好幫手。哪里有測序，哪里就有Implen。

涉及的研究論文地址：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8942023/

https://doi.org/10.1093/nar/gkac510

https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.108838

https://doi.org/10.3390/genes12040608