研究成果：一種基于納米孔測(cè)序技術(shù)的端粒絕對(duì)長度檢測(cè)工作流程

齊碳科技應(yīng)用開發(fā)團(tuán)隊(duì)基于齊碳納米孔測(cè)序平臺(tái)QPursue-6k獨(dú)立開發(fā)了NanoTelo——一種基于納米孔測(cè)序技術(shù)的端粒絕對(duì)長度檢測(cè)工作流程，其研究成果以壁報(bào)形式展出于2024年美國癌癥研究學(xué)會(huì) ( American Association for Cancer Research,AACR ) 年度會(huì)議上，并收錄于Cancer Research（影響因子12.5）。
 
 
背景
端粒是位于真核細(xì)胞線性染色體末端的特殊核蛋白結(jié)構(gòu)，可保護(hù)染色體DNA末端免受降解、端到端融合和異常重組。端粒長度的變化已成為一個(gè)重要的生物標(biāo)志物，其與細(xì)胞衰老、全因死亡率和多種疾病密切相關(guān)。然而，由于單鏈富含G的端粒區(qū)域中核苷酸序列（5'-TTAGGG-3'）n的重復(fù)，以及缺乏核苷酸分離和富集單個(gè)端粒的方法，在定量端粒絕對(duì)長度方面仍然存在挑戰(zhàn)。
 
方法
NanoTelo，是一種基于納米孔測(cè)序技術(shù)的端粒絕對(duì)長度檢測(cè)工作流程。在實(shí)驗(yàn)步驟中，首先利用3'末端突出部分將自行設(shè)計(jì)的端粒接頭連接到染色體末端的富含C的單鏈上。端粒接頭的5'端與測(cè)序接頭互補(bǔ)，使反義端粒鏈能夠沿著5'-3'方向進(jìn)行單鏈延伸測(cè)序，從而從端粒末端進(jìn)入亞端粒區(qū)域。在QPursue-6k上根據(jù)說明對(duì)測(cè)序文庫進(jìn)行納米孔測(cè)序。對(duì)于數(shù)據(jù)分析，首先在原始測(cè)序數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)集 A）中，利用端粒接頭和文庫結(jié)構(gòu)嚴(yán)格提取序列（reads）（數(shù)據(jù)集 B）。然后，對(duì)數(shù)據(jù)集A和數(shù)據(jù)集B的reads進(jìn)行矯正，并且與人類參考基因組（T2T-CHM13v2.0）進(jìn)行序列比對(duì)，分別計(jì)算各染色體（常染色體和性染色體）p/q-arm的端粒長度分布。最后，定義所有染色體的平均端粒長度代表總端粒長度，對(duì)數(shù)據(jù)集A和數(shù)據(jù)集B的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到最終的端粒絕對(duì)長度。
 
結(jié)果
選取5個(gè)細(xì)胞系：HCT116、293T、T24、IMR90和WI38，并且分別進(jìn)行2次實(shí)驗(yàn)重復(fù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)每個(gè)細(xì)胞系的預(yù)估端粒長度分別為 3,528/3,512 bp、4,298/4,311 bp、2,745/2,685 bp、4,926/4,915 bp 和 4,143/4,096 bp。與Tham et al.發(fā)表文章中展示的基于Pacbio測(cè)序平臺(tái)的每個(gè)細(xì)胞系結(jié)果進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)沒有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（雙尾 T 檢驗(yàn)：p 值 = 0.98），且兩個(gè)平臺(tái)之間預(yù)估端粒長度的平均絕對(duì)差異為 7.7 bp（95% CI：5.4-10.0 bp）。
 
結(jié)論
NanoTelo證明了在核苷酸水平分辨率下，利用單個(gè)染色體p/q-arm測(cè)量端粒絕對(duì)長度的可能性。作者們希望NanoTelo不僅可以作為估算端粒長度以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)衰老的重要工具，還可以為人類抗衰老和疾病干預(yù)相關(guān)的科學(xué)研究和/或臨床應(yīng)用提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
當(dāng)前，納米孔測(cè)序平臺(tái)已被廣泛應(yīng)用于微生物/動(dòng)植物基因組組裝、全長轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、表觀組學(xué)檢測(cè)、質(zhì)粒測(cè)序等方面，齊碳希望攜手各領(lǐng)域?qū)＜摇�學(xué)者及行業(yè)同道開展深度合作，加速推動(dòng)國產(chǎn)納米孔測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用和推廣，更好地促進(jìn)基因測(cè)序行業(yè)發(fā)展。
 
參考文獻(xiàn)：
[1]Jidong Lang, Yanmei Chen, Zhi Yang, Beibei Huo; Abstract 329: NanoTelo: A workflow for detecting telomere absolute length based on nanopore sequencing technology. Cancer Res 15 March 2024; 84 (6_Supplement): 329. https://doi.org/10.1158/1538-7445.AM2024-329