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羅氏454高通量測序平臺的特點及應(yīng)用

瀏覽次數(shù):6885 發(fā)布日期:2011-6-8  來源:上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司

Genome Sequencer FLX (GS FLX)系統(tǒng)是羅氏454 公司的第二代測序臺,GS FLX的命名正是來源于其多領(lǐng)域的靈活(flexible)應(yīng)用。隨著系統(tǒng)性能和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷提升和擴展,必將帶整個測序領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,對大規(guī)模基因序列研究的相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的推動作用。美吉生物以先進的羅氏454高通量測序平臺、專業(yè)的科研團隊、個性化的實驗方案,為您打造優(yōu)質(zhì)的高通量測序服務(wù)。

Genome Sequencer FLX System

型號:GS FLX System

試劑:long-read GS FLX Titanium chemistry

產(chǎn)量:100萬序列Run

讀長:400bp以上

應(yīng)用:基因組de novo測序、轉(zhuǎn)錄組de novo測序、宏基因組測序、重測序

貢獻:應(yīng)用此技術(shù)已經(jīng)發(fā)表1026篇學術(shù)論文

發(fā)展: 2011年將實現(xiàn)測序讀長達到1000bp

 

測序原理

          GS FLX系統(tǒng)的測序原理基于焦磷酸測序法,依靠生物發(fā)光DNA序列進行檢測。DNA聚合酶,ATP硫酸化酶,熒光素酶和雙磷酸酶的協(xié)同作用下,GS FLX系統(tǒng)將引物上每一個dNTP的聚合與一次熒光信號釋放偶聯(lián)起來。通過檢測熒光信號釋放的有無和強度,就可以達到實時測定DNA序列的目的。此技術(shù)不需要熒光標記的引物或核酸探針,也不需要進行電泳;具有分析結(jié)果快速、準確、高靈敏度和高自動化的特點。

GS FLX高通量測序方法原理示意圖

 

實驗流程

GS FLX系統(tǒng)減少了傳統(tǒng)測序樣品制備過程中對大型自動站的依賴完全不需要進行繁瑣的建庫過程,也不必進行克隆挑取、微孔板處理等工作,利用創(chuàng)新的磁珠和emPCR技術(shù)進行樣品制備,同時提供完整的后續(xù)生物信息學分析解決方案。

1樣品種類:GS FLX系統(tǒng)支持各種不同來源的樣品序列測定,包括基因組DNA,PCR產(chǎn)物,BACscDNA及小分子RNA,不同類型的樣品測序都可在一臺儀器上完成。

2樣品DNA打斷:樣品如基因組DNABAC等被打斷成300-800bp的片段;對于小分子的非編碼RNA,這一步驟并不需要。短的PCR產(chǎn)物則可利用GS融合引物擴增后直接進行步驟4)

3加接頭:借助一系列標準的分子生物學技術(shù),將3′端和5′端有特異性的AB接頭連接到DNA片段上。接頭也將在后繼的純化,擴增和測序步驟中用到。圖中僅僅顯示了后續(xù)步驟中要用到的單鏈的DNA片段。

4 一條DNA片段=一個磁珠:接頭使成百上千條DNA片段分別結(jié)合到一個磁珠上,磁珠被單個油水混合小滴包被后,在這個小滴里進行獨立的擴增,而沒有其他的競爭性或者污染性序列的影響所有DNA片段進行平行擴增(emPCR)。

5一個磁珠=一條讀長:經(jīng)過emPCR擴增后,每個磁珠上的DNA片段擁有了成千上萬個相同的拷貝。經(jīng)過富集以后,這些片段仍然和磁珠結(jié)合在一起,隨后就可以放入到Pico Titer Plate板中供后繼測序使用了。

6) 數(shù)據(jù)讀取和分析工具:GS FLX 系統(tǒng)提供三種不同的生物信息學工具對測序數(shù)據(jù)進行分析,適用于不同的應(yīng)用。例如多達3GB序列的重測序,對比已知參考序列進行的擴增產(chǎn)物差異分析及 120MB的從頭測序工作等。

 

技術(shù)應(yīng)用

1.全基因組測序

多達120 Mb的未知基因組的測序

1)  生成基因組結(jié)構(gòu)概圖

2)  研究DNA序列的組織,分布和信息

3)  基因篩查:尋找新基因,定位和功能

4) 其他基因組進行比較研究

全基因組進行從頭鳥槍法測序,例如微生物基因,BACYAC克隆測序

比較基因組研究

1)  識別單堿基突變

2) 識別突變熱點和保守區(qū)域

3)  識別插入或者缺失的基因

4)  斷定基因型和表型之間的相關(guān)關(guān)系(如研究藥物抗性的遺傳基礎(chǔ)) 

5)  基于基因測序變化進行毒性預測

6)  進行流行病學分析

7)  了解工業(yè)生產(chǎn)菌株和它們的親代菌株序列上的差異作為進行工業(yè)生產(chǎn)菌株開發(fā)的遺傳基礎(chǔ)

8)  進行宏基因組(Metagenomics)研究

9)  古代化石DNA 測序研究

利用配對末端方法(Pair-End Tag)Contigs拼接成Scaffolds

 

2.轉(zhuǎn)錄組和基因調(diào)節(jié)研究

基于短Tags,ESTs,ChIP或者GIS-PET序列的高通量轉(zhuǎn)錄組分析,或miRNA序列的基因組范圍識別,小分子和非編碼RNA的測序

研究DNA的甲基化模式來進行基因調(diào)節(jié)的研究

 

3.擴增產(chǎn)物分析

PCR產(chǎn)物的超精細測序(應(yīng)用于醫(yī)學研究的重測序) 

1)  在混合的腫瘤樣本中識別體細胞突變

2)  在群體水平上發(fā)現(xiàn)高可信度的SNP位點

環(huán)境微生物物種多樣性深度分析

 

技術(shù)優(yōu)勢

² Genome Sequencer FLX Titanium 系列

GS FLX測序儀應(yīng)用升級后的Titanium系列試劑,突破性地實現(xiàn)了第二代測序既確保了每個序列的高質(zhì)量、高讀長,又兼顧了高通量測序的特性。應(yīng)用廣泛而穩(wěn)定,在基因組de novo測序、基因組重測序、目標基因捕獲測序、宏基因組測序和RNA測序分析等研究領(lǐng)域發(fā)表了上千篇學術(shù)論文。

² 獲得更全面的數(shù)據(jù)

每次運行能產(chǎn)生100萬條以上的有效序列,以Q20為評判標準,單序列讀長在400bp以上,只需耗時10小時。

² 提升項目實施能力

應(yīng)用GS FLX平臺可以在一次實驗中實現(xiàn)長序列讀長測序和大片段雙末端測序的完美結(jié)合,一次性實驗即可完成一個微生物基因組的de novo測序項目,且能確保最佳拼接效果。

² 降低實驗成本

400bp以上的讀長和超高通量測序能力,使實驗效果最大化,實驗成本最小化。可以根據(jù)實驗設(shè)計要求靈活選擇測序通量,保證了測序能力的充分利用,實現(xiàn)了實驗節(jié)約。

² 提高實驗效率

標準化流水作業(yè)的文庫構(gòu)建流程,避免了常規(guī)實驗中的細菌轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)以及單克隆的挑選。emPCR富集全自動工作站使實驗人員從繁瑣的實驗操作中解放出來。² 提供簡單易用的生物信息處理軟件

提供生物信息解決方案GS De Novo Assembler,GS Reference Mapper,and GS Amplicon Variant Analyzer,使測序數(shù)據(jù)的處理得心應(yīng)手。

 

系統(tǒng)屬性

Titanium 系列試劑

                                               

Titanium 系列試劑在試劑、耗材和軟件方面都進行了優(yōu)化,確保了GS FLX卓越的測序性能。

GS FLX Titanium series performance

 Throughput  400-600 million high-quality, filter-passed bases per run* 1 billion bases per day
 Run Time  10 hours
 Read Length  Average length = 400 bases
 Accuracy  Q20 read length of 400 bases (99% at 400 bases and higher for prior bases)
 Reads per run  >1 million high-quality reads
 Data  Trace data accepted by NCBI since 2005
Computing Requirements  Cluster recommended (Roche GS FLX Titanium Cluster available)
Robustness  No complex optics or lasersreagents have long shelf life

 

測序結(jié)果舉例:(平均讀長、序列數(shù)取決于樣品特性)

GS FLX測序儀

   測序儀全貌                        測序儀內(nèi)部構(gòu)造

GS FLX高通量測序儀規(guī)格參數(shù)

 Dimensions: upper assembly

74.3 cm W × 69.8 cm D × 36.1 cm H
(29.25 in W × 27.5 in D × 14.2 in H)
including monitor 82.5 cm (32.5 in) H 

 Dimensions: lower assembly  75.2 cm W × 90.8 cm D × 92.7 cm H
 (29.62 in W × 35.75 in D× 36.5 in H)
 Weight  242 kg (532 lbs)
 Power supply  85 - 132 Vac 50/60Hz
 173 - 264 Vac 50/60Hz
 Noise level  <65 dB(A)
 Electromagnetic emission

 Class A
 Important: This is a Class A device. In residential areas, this device may cause radio interference.
 The user should take the necessary precautionsif appropriate.

Electromagnetic immunity

 Important: In industrial areas this device may be influenced by radio interference. 

 The user should take the necessary precautionsif appropriate.

 

性能提升

2011GS FLX Titanium系列試劑將進行升級,測序讀長能提高到1000bp,超過了ABI 3730XL的測序讀長,極大拓寬了GS FLX的應(yīng)用范圍。

★ 1Kb讀長結(jié)合20Kb、8Kb3Kb Paired end測序,可以輕松實現(xiàn)基因組de novo完整測序。

★ 在進行轉(zhuǎn)錄本測序時,1Kb讀長序列可以測通更多的外顯子和可變剪接區(qū)域,發(fā)現(xiàn)更多基因亞型信息。

★ 長序列可以關(guān)聯(lián)距離更遠的變異信息,更有利于分型分析。

                           

序列平均讀長達到了746bp,讀長集中在840bp左右

 

 

 

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高通量測序技術(shù)服務(wù)電話:021-51872398-810

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