Bionano单分子光学图谱

 Bionano单分子光学图谱服务

NGS可以获得大量的测序数据但是由于读长较短，无法直观的看到整个基因组范围的结构变化，而且由于基因组的复杂性（重复序列和结构变异）限制了基因组的重构和对功能原件的理解。因此迫切需要针对更长片段的分析方法。Bionano公司利用其专利的芯片技术开发的Irys系统可以对长链DNA单分子成像，在更短时间提供更完整的基因图谱

Irys系统特点：

1. 长链DNA分子 ---可检测长达几百kb的单链DNA分子，很好解决重复序列和可变区对研究带来的影响。
2. 高质量的数据 ---单分子DNA通过纳米通道被拉直平行排列，利用高质量图像使基因组结构展现无遗。
3. 应用灵活 ---开放性的平台适合研究人员进行多个领域的研究，尤其在denovo和染色体结构变异方面提供了全新的研究方法。

技术路线：



生物信息学分析模块

部分结果展

                                                                       结构变异结果

样品要求
 

应用案例

PLOS ONE.2013;8(2):e55864. doi: 10.1371.

Rapid Genome Mapping in Nanochannel Arrays for Highly Complete and Accurate De Novo Sequence Assembly of the Complex Aegilops tauschii Genome.
Hastie AR, Dong L, Smith A, Finklestein J, Lam ET, Huo N, Cao H, Kwok PY, Deal KR, Dvorak J, Luo MC, Gu Y, Xiao M.

 背景：

1. 植物拥有巨大的基因组，大量的重复序列。这对于目前的测序技术依然是个严峻的挑战，利用 NGS技术依然无法产生足够大的contig来克服重复序列带来的困扰。

2. Bionano技术平台产生的荧光标记大片段DNA分子可以很好的改善这一问题。本文利用该技术可以快速将节节麦（Aegilops tauschii ）的2.1M高重复区域的组装完整性由75%提升到95%。

研究方法：

1. 从27个BAC克隆分别抽取DNA混合。

2. Bionano建库测序。

3. 454建库测序。

4. 数据拼接，基因组组装优化。

5. 利用SNapshot 方法进行验证。

分析结果：

1. 得到2.1M区域的完整基因组图谱，并用snapshot验证得到一致结果。

2. 将bionano得到的基因组图谱与NGS拼接得到的contig序列比较，发现contig序列存在各种类型的错误，这些错误被证实是由于NGS数据覆盖度不够，重复序列对NGS数据拼接干扰等因素造成的。


 

3. 利用bionanoa数据修正后得到更加可靠的拼接结果。



参考文献
 
[1] Lam ET, Hastie A, Lin C, Ehrlich D, Das SK, Austin MD, Deshpande P, Cao H, Nagarajan N, Xiao M, Kwok PY.   Genome mapping on nanochannel arrays for structural variation analysis and sequence assembly.  Nat Biotechnol. 2012 Aug;30(8):771-6.
[2] Das SK, Austin MD, Akana MC, Deshpande P, Cao H, Xiao M.   Single molecule linear analysis of DNA in nano-channel labeled with sequence specific fluorescent probes. Nucleic Acids Res. 2010 Oct;38(18):e177. doi: 10.1093/nar/gkq673. Epub 2010 Aug 10.