新品 | 華大智造發(fā)布MGIEasy stLFR文庫制備試劑盒
圖1. 華大智造發(fā)布MGIEasy stLFR文庫制備試劑盒
2018年10月25日，第十三屆國際基因組學(xué)大會（簡稱“ICG-13”）在深圳隆重召開。華大智造同期舉行“基因組學(xué)技術(shù)與應(yīng)用研討會”，并在會上發(fā)布MGIEasy stLFR文庫制備試劑盒。MGIEasy stLFR文庫構(gòu)建試劑盒是世界范圍內(nèi)首款基于無分隔共標記方法的長片段讀取試劑盒，該試劑盒利用高精度短讀序列獲得長距離信息，融匯二代三代測序技術(shù)之長，被譽為“完美的WGS建庫”。
該技術(shù)于2018年3月在國際人類基因組大會(Human Genome Meeting,簡稱HGM)正式發(fā)布，今年10月成功轉(zhuǎn)化為試劑盒產(chǎn)品并發(fā)布。基于華大智造專利的DNA分子共標簽技術(shù)，即將來源于同一DNA長片段的短讀測序片段標記上相同分子標簽，stLFR實現(xiàn)了基于高精度短讀測序獲取長片段DNA信息 （圖2）。與華大智造世界領(lǐng)先的DNBseq™測序技術(shù)相結(jié)合，stLFR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量變異檢測，二倍體基因組定相，結(jié)構(gòu)變異解析及其他長讀長應(yīng)用。
為了讓用戶第一時間體驗該技術(shù)，華大智造招募首批試用客戶（可掃描文末二維碼申請）。相比傳統(tǒng)WGS文庫和其他同類產(chǎn)品，stLFR文庫僅需1 ng DNA且無需預(yù)擴增即可獲得高質(zhì)量的全基因組測序文庫；二倍體定相區(qū)塊N50值可達10 Mb，有效檢出倒位、異位、刪除等結(jié)構(gòu)變異；單管無分隔反應(yīng)，無需微量移液設(shè)備或復(fù)雜微流控系統(tǒng)；全部反應(yīng)在磁珠上完成，易于高通量自動化建庫。
圖2. stLFR技術(shù)原理示意圖。該技術(shù)從提取好的長片段DNA起始，將轉(zhuǎn)座子序列隨機插入至長片段DNA中，利用DNA雙鏈互補原理將該產(chǎn)物與帶有多拷貝分子標簽的磁珠載體結(jié)合，在引入第二個接頭后進行PCR擴增，最終完成文庫構(gòu)建。
stLFR -數(shù)據(jù)表現(xiàn)
長片段讀取
利用DNA共標記方法，MGIEasy stLFR試劑盒可以檢測分析DNA分子長度平均長度可達50-70 Kb，最大值可超過300 kb（圖3A）注1。不僅如此，得益于stLFR文庫超高的分子標簽數(shù)，超過85%的標簽內(nèi)有且僅有一個DNA長分子（圖3B）注2，這賦予了stLFR文庫一些可以媲美單分子測序的數(shù)據(jù)特性。
注1：該數(shù)據(jù)表現(xiàn)決定于初始DNA提取長度。
注2：該數(shù)據(jù)表現(xiàn)決定于初始DNA投入量和DNA提取長度。
圖3. stLFR 長片段讀取特征。（A）片段長度分布。stLFR文庫可以檢測的DNA分子長度典型值一般為50 Kb左右，最長可達300 Kb。（B）每個標簽內(nèi)的長片段數(shù)量分布。從1 ng DNA起始構(gòu)建stLFR文庫時，約有85% 標簽內(nèi)有且僅有一個DNA長分子。
覆蓋均勻性
從1 ng DNA起始，stLFR文庫即可獲得與使用100 ng DNA起始的常規(guī)全基因組測序文庫相當?shù)幕蚪M覆蓋均勻性表現(xiàn)（圖4）。
圖4. stLFR 文庫測序深度均勻性。藍色實線為stLFR文庫，綠色虛線為100 ng起始的常規(guī)全基因組測序文庫，灰色虛線為理論預(yù)期深度分布（泊松分布），數(shù)據(jù)已均一化至30X覆蓋度。
SNP & InDel檢測
30X深度下，stLFR文庫SNP檢測陽性預(yù)測值（Positive predictive value, PPV）與靈敏度（Sensitivity）均可達到0.99以上，InDel檢測F值（F-measure）可達0.95，整體變異檢測表現(xiàn)達到相同深度的常規(guī)全基因組測序文庫表現(xiàn)的最佳水平（圖5）。
圖5. stLFR 文庫30X覆蓋度變異檢測能力評估。將stLFR檢測NA12878樣本的變異結(jié)果與Genome in a bottle（GIAB）提供的高置信區(qū)間檢測結(jié)果進行比較，計算陽性預(yù)測值與靈敏度。
二倍體定相
利用共標簽短讀序列，stLFR可以輕松獲得二倍體基因組上雜合位點定相信息，定相區(qū)塊N50值可達10 Mb以上（圖6）注3，可有效解析基因調(diào)控和編碼區(qū)變異組合。
注3： 該數(shù)據(jù)表現(xiàn)共同決定于初始DNA長度和測序深度。
圖6. stLFR 定相區(qū)塊在染色體上的分布情況。在40X深度下，stLFR文庫數(shù)據(jù)定相區(qū)塊N50值可達34 Mb，雜合位點定相比例高達99.7%
利用分子標簽和長片段信息，stLFR可以對多種結(jié)構(gòu)變異進行準確檢測。圖7展示了stLFR對NA12878中已知的SV進行檢測，檢出率達到100%。圖8展示了利用stLFR文庫分別對攜帶5號染色體和12號染色體平衡易位病人樣本（圖8A）和已知2號染色體染色體內(nèi)倒位的GM20759細胞系樣本（圖8B）進行檢測的結(jié)果。
圖7. 對NA12878中已知的SV進行檢測，檢出率能達到100%
圖8. stLFR 文庫結(jié)構(gòu)變異結(jié)果展示。（A）攜帶5號染色體和12號染色體平衡易位病人樣本的stLFR檢測的分子標簽重疊熱度分布圖。（B）已知2號染色體染色體內(nèi)發(fā)生倒位的GM20759細胞系樣本分子標簽重疊熱度分布圖。
stLFR變異檢測能力總結(jié)
古語有云，十年磨一劍。華大智造已經(jīng)投入了五年時間進行stLFR技術(shù)的研發(fā)，并且會繼續(xù)對該技術(shù)進行優(yōu)化升級。更多基于stLFR的技術(shù)，如二倍體從頭組裝等，也將陸續(xù)面世。希望在不遠的將來，可以通過stLFR技術(shù)最終實現(xiàn)完美基因組測序。
掃描下方二維碼，申請測試stLFR文庫制備試劑盒
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