二代测序的建库步骤、末端修复和加A尾(以DNA文库为例)末端修复:经过片段化后的DNA末端可能是不平齐的,有5'-突出端或3'-突出端。末端修复反应可以利用T4DNA聚合酶、Klenow片段等酶,将这些末端补平,使其成为平末端。T4DNA聚合酶具有5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性,在合适的反应缓冲液和dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)存在下,可以将突出的末端补平。加A尾:在末端修复后的平末端DNA分子的3'-末端加上一个A碱基。这一步是为了后续连接带有T-突出端的接头做准备,一般使用Klenow片段(3'→5'外切酶活性缺失)在dATP存在下进行加A反应,这样可以使DNA片段能够高效地与带有T-突出端的测序接头连接。二代测序广泛应用于基因组学研究。天津嘉安健达二代测序分析
常见的二代测序类型②
靶向测序:聚焦于特定的基因或基因区域进行重点测序,如对已知与某种疾病相关的基因**测序,具有成本低、效率高、数据解析简单等优点,广泛应用于疾病诊断、药物靶点筛选和临床个体化***等.
微生物基因组测序:用于检测和分析环境、人体或其他样本中的微生物群落的基因组组成,可了解微生物多样性、功能及与宿主相互作用,在微生物生态学、传染病诊断、环境科学等领域有重要应用.
甲基化测序:主要研究DNA甲基化修饰情况,对基因表达调控等有重要意义,通过检测甲基化水平变化,可探究疾病发***展机制、寻找生物标志物及药物靶点等. 广西二代测序原理宏基因组测序也是二代测序。
二代测序——微生物基因组应用领域
医学领域
传染病诊断与溯源:对于引起传染病的微生物,二代测序可以快速鉴定病原体的种类和基因型。例如,在****期间,二代测序技术在快速确定的基因组序列、追踪病毒的传播路径等方面发挥了关键作用。通过对病毒基因组的SNP分析,可以区分不同的病毒株,有助于**防控措施的制定。
微生物与疾病关联研究:研究人体微生物组(如肠道微生物组、口腔微生物组等)与疾病的关系。例如,肠道微生物的基因组测序发现,某些肠道微生物的基因变化与炎症性肠病(IBD)有关。通过比较IBD患者和健康人的肠道微生物基因组,发现了一些可能与疾病发***展相关的功能基因,如参与免疫调节和代谢的基因。
二代测序的建库步骤②二、片段化处理物理方法:超声破碎是常用的物理片段化方法。它通过超声波的高频振动将核酸分子打断成合适大小的片段。例如,在一些文库构建中,将DNA样本置于超声破碎仪中,通过调整超声功率和时间,可以将DNA片段化到几百碱基对(bp)的长度范围,一般在150-300bp左右,这符合二代测序的读长要求。超声破碎的优点是片段大小比较均匀,但操作需要优化超声参数,否则可能会导致过度破碎或片段大小不一致。酶切方法:利用限制性内切酶进行片段化。限制性内切酶能够识别特定的DNA序列,并在这些序列处切割DNA。例如,用EcoRⅠ酶可以识别GAATTC序列并进行切割。通过选择合适的限制性内切酶组合,可以将DNA切割成期望大小的片段。不过,这种方法的局限性在于酶切位点的限制,可能无法获得理想的片段大小分布,而且可能会引入酶切偏好性。RNA测序也是二代测序。
二代测序在代谢组研究中的应用途径①
通过转录组测序关联代谢组
原理:转录组测序借助二代测序技术可以获取细胞或组织中所有mRNA的表达信息。由于基因表达**终会影响代谢过程,mRNA转录水平的变化往往会导致后续代谢途径中关键酶的表达改变,进而影响代谢物的合成与转化。例如,当某个参与糖代谢途径的关键酶基因转录上调时,对应的酶含量可能增加,从而加速该代谢途径的运转,使代谢产物的量也随之发生变化。
案例:在植物抗逆研究中,对遭受干旱胁迫的植物和正常生长的植物分别进行转录组测序。发现许多与渗透调节物质(如脯氨酸、甜菜碱等)合成相关的基因转录水平在干旱胁迫植株中显著提高。再结合对植物代谢组的分析,的确检测到脯氨酸、甜菜碱等代谢物的含量明显增多,表明植物通过调节基因转录来改变代谢,以适应干旱环境。
一代、二代、三代测序的区别是什么?海南嘉安健达二代测序原理
二代测序是先打断DNA,使其片段化。天津嘉安健达二代测序分析
WES测序的局限性
无法检测非外显子区域的变异:对于发生在非外显子区域,如内含子、基因间区等的调控元件或结构变异可能无法检测到,而这些区域的变异也可能与疾病的发***展有关。
对复杂疾病的解释有限:复杂疾病通常是由多个基因和环境因素共同作用导致的,WES 测序虽然可以检测到基因变异,但对于这些变异如何相互作用以及与环境因素的关系难以***解释。
数据分析和解读难度大:尽管 WES 测序的数据量相对全基因组测序较小,但仍然需要专业的生物信息学知识和技能进行分析和解读,且对于一些罕见的变异或新发现的基因变异,其临床意义的解读可能存在困难。 天津嘉安健达二代测序分析