超長（Ultra-long）DNA核酸片段回收儀的工作原理

隨著基因組學(xué)的發(fā)展，短讀長測序技術(shù)在解析復(fù)雜基因組區(qū)域、檢測結(jié)構(gòu)變異以及表觀遺傳學(xué)研究等方面，其序列拼接常常導(dǎo)致缺失和錯誤，從而激發(fā)了各種長讀長測序策略的發(fā)展，也讓研究者更加期望可以一次完整獲取目標(biāo)全長序列，從而獲取更準(zhǔn)確、更全面的序列信息。來自美國Sage Science公司研發(fā)生產(chǎn)的HLS超長（Ultra-long）DNA片段回收系統(tǒng), 整合了脈沖場電泳，直接從提取的基因組樣品中完成DNA超大片段的分選回收，或者從細(xì)胞樣本中提取、純化DNA并完成DNA超大片段的分選回收，用于制備百kb以上的文庫，結(jié)合長片段測序可以進(jìn)一步提高read長度，提高測序質(zhì)量和效率，挖掘新的序列信息。

HLS可回收50kb-2Mb DNA片段，用于超長DNA測序文庫制備，更好的服務(wù)于基因組組裝和結(jié)構(gòu)變異測序的研究。此外，Sage Science公司聯(lián)合美國國家基因組研究所共同開發(fā)出獨(dú)有的長片段DNA靶向獲取技術(shù)：HLS-CATCH技術(shù)，該技術(shù)使用Cas9基因編輯技術(shù)從基因組上直接靶向獲取50-400kb的完整大片段DNA序列，用于下游序列分析。HLS還可以應(yīng)用于染色體外DNA的回收，比如線粒體DNA回收等。

HLS超長（Ultra-long）DNA片段回收功能，廣泛應(yīng)用于三代測序領(lǐng)域。例如，ultra-long Nanopore library制備過程中，經(jīng)過HLS自動化片段篩選后，可以將短片段DNA過濾掉，最大限度保留長片段DNA，充分發(fā)揮Nanopore測序儀長讀長測序優(yōu)勢，獲取更全面的基因組信息。

HLS用于制備ultra-long Nanopore library文獻(xiàn)：

序號	文獻(xiàn)	日期	物種	測序平臺
1	Huang, Zhen, et al. "Evolutionary analysis of a complete chicken genome." Proceedings of the National Academy of Sciences 120.8 (2023): e2216641120.	2023年	雞	Oxford Nanopore Technologies
2	Guo, Xing, et al. "The genome of Acorus deciphers insights into early monocot evolution." Nature Communications 14.1 (2023): 3662.	2023年	菖蒲	Oxford Nanopore Technologies
3	Wang, Qing, et al. "Draft genome of the oriental garden lizard (Calotes versicolor)." Frontiers in Genetics 14 (2023): 1091544.	2023年	蜥蜴	Oxford Nanopore Technologies
4	Morita, Shinichi, et al. "The draft genome sequence of the Japanese rhinoceros beetle Trypoxylus dichotomu s septentrionalis towards an understanding of horn formation." Scientific Reports 13.1 (2023): 8735.	2023年	昆蟲	Oxford Nanopore Technologies
5	Ma, Fengjiao, et al. "Gap-free genome assembly of anadromous Coilia nasus." Scientific Data 10.1 (2023): 360.	2023年	線圈蟲	Oxford Nanopore Technologies
6	Wang, Bo, et al. "High-quality Arabidopsis thaliana genome assembly with nanopore and HiFi long reads." Genomics, proteomics & bioinformatics 20.1 (2022): 4-13.	2022年	擬南芥	Oxford Nanopore Technologies
7	Li, Baiyuan, et al. "Genomic Island-mediated horizontal transfer of the erythromycin resistance gene erm (X) among bifidobacteria." Applied and Environmental Microbiology 88.10 (2022): e00410-22.	2022年	雙歧桿菌	Oxford Nanopore Technologies
8	Bao, Zhigui, et al. "Genome architecture and tetrasomic inheritance of autotetraploid potato." Molecular Plant 15.7 (2022): 1211-1226.	2022年	馬鈴薯	Oxford Nanopore Technologies
9	Buitrago, Diana, et al. "Impact of DNA methylation on 3D genome structure." Nature Communications 12.1 (2021): 3243.	2021年	酵母	Oxford Nanopore Technologies

• 2.HLS-CATCH技術(shù)

該方法利用HLS聯(lián)合CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，獲取長片段完整基因，長度范圍50kb-400kb。其原理如下圖：在HLS上直接裂解細(xì)胞，使用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)獲取目標(biāo)片段，再通過HLS回收目標(biāo)長片段，可直接獲取高質(zhì)量完整的目標(biāo)長片段。后續(xù)可以匹配Nanopore、Pacbio、Illumina等測序平臺進(jìn)行序列分析。 HLS-CATCH技術(shù)文獻(xiàn)

序號	文獻(xiàn)	日期	測序平臺
1	Mikhaylov, Veronika, et al. "Targeted Phasing of 2-200 Kilobase DNA Fragments with a Short-Read Sequencer and a Single-Tube Linked-Read Library Method." bioRxiv (2023): 2023-03.	2023年	Illumina
2	Vogelaar, Ingrid P., et al. "Large cancer pedigree involving multiple cancer genes including likely digenic MSH2 and MSH6 lynch syndrome (LS) and an instance of recombinational rescue from LS." Cancers 15.1 (2022): 228.	2022年	Illumina
3	Walsh, Tom, et al. "CRISPR–Cas9/long-read sequencing approach to identify cryptic mutations in BRCA1 and other tumour suppressor genes." Journal of medical genetics 58.12 (2021): 850-852.	2021年	Pacific Biosciences
4	Zhou, Bo, et al. "Complete and haplotype-specific sequence assembly of segmental duplication-mediated genome rearrangements using targeted CRISPR-targeted ultra-long read sequencing (CTLR-Seq)." bioRxiv (2020): 2020-10.	2020年	Oxford Nanopore Technologies
5	Shin, GiWon, et al. "Targeted short read sequencing and assembly of re-arrangements and candidate gene loci provide megabase diplotypes." Nucleic acids research 47.19 (2019): e115-e115.	2019年	Illumina

• 3.線粒體DNA富集

傳統(tǒng)mt DNA富集方法是氯化銫密度梯度離心法，其整個富集流程所需試劑多，操作繁瑣且耗時。Sage HLS超長核酸片段回收儀提供一種快速高效mt DNA富集方法，其原理如下圖所示：
Sage Science是全球領(lǐng)先的全自動核酸電泳片段回收儀的生產(chǎn)廠家，擁有美國技術(shù)專利，各個型號產(chǎn)品可以高效完成不同長度范圍DNA片段的精準(zhǔn)回收，廣泛用于二代測序、三代測序以及多種分子生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域。

環(huán)亞生物科技有限公司作為美國Sage Science公司在中國區(qū)的獨(dú)家代理商，自2011年以來將Sage Science的產(chǎn)品線引入國內(nèi)，一直為國內(nèi)用戶提供專業(yè)的全自動核酸片段回收系統(tǒng)的安裝測試、應(yīng)用培訓(xùn)，技術(shù)支持與售后維護(hù)工作，贏得客戶的一致好評與信任。環(huán)亞生物科技有限公司將一如既往的支持越來越多的Sage Science用戶。

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