俗话说，鱼与熊掌不可兼得，那么是否可以在节省时间和资源的同时提高得到的数据质量呢？ 在多数情况下，这似乎是不可能完成的任务。 但最近，一些研究人员发现，通过使用 HiFi 长读长的靶向单基因测序，实现这一目标已成为可能。
寻找 HiFi 测序的效率和优势
在当今的环境中，许多私人实验室和公共实验室都在努力提高工作流程效率。 研究人员正在寻找这样一种方法来简化操作，即在现有实验室流程的基础上对技术进行整合，并且使用更新的技术来降低成本，进而提高效率以获得所需结果. 更快的周转时间、更少的人力配备以及更低的设备投入都可以大大节省成本。 因此，许多研究人员使用 HiFi 长读长进行靶向单基因测序，以实现整合的检测方式、更高的通量、更低的成本，获得更为关键的信息。
过去，实验室不得不使用多种技术的组合，包括 Sanger 测序、MLPA、短读长测序和 qPCR。 以上每一种技术都提供了对人类基因组中一些最具挑战性但与医学相关的基因进行完整分析所需的不同信息。 幸运的是，PacBio 高度准确的真正长读长 HiFi 测序使实验室能够将他们不同的技术整合到一个平台上，从而提供这些基因的完整信息。 通过 HiFi 测序，研究人员可以洞悉整个基因的信息，包括复杂的结构变异、定相和关于感兴趣变异的遗传背景，以及发现新的基因。
具有真正长读长的单基因测序——世界各地的结果
泰国 Chulalongkorn University 的 Vorasuk Shotelersuk 博士的研究直接展示了优化工作流程的优势。 正如 2022 年 4 月版《Clinical Endocrinology and Metabolism》期刊中的一篇题为“ 48 名类固醇 21-羟化酶缺乏症泰国患者中的 CYP21A2 的长读长扩增子测序” 的精选论文所述，Shotelersuk 博士深入研究了由 21-羟化酶缺乏 (21-OHD) 引起的先天性肾上腺增生症 (CAH) 病例，21-OHD 是一种由 CYP21A2 基因中的双等位基因致病性变异 (PV) 引起的常染色体隐性遗传病。 他希望了解是否可以利用长读长技术来帮助提高 21-OHD 受试者的问题解决率，以及在泰国全国范围内实施全新的新生儿筛查技术的可行性。
为此，Shotelersuk 博士探索了简化团队工作流程以使用长读长测序方法获取更多数据的可能性。 他应用了一个新的工作流程，其中考虑了两个关键目标：
- 检测 CYP21A2 基因中的致病性变异
- 确定此工作流程在已诊断为 21-OHD 的受试者中的有效性
该团队的方法在证实受影响受试者的情况下实现了 100% 的一致率，突出显示了在不影响性能的情况下整合传统分子技术的可能性。 这是一个很好的例子，阐明了长读长测序在进一步简化新生儿和携带者筛查中发挥的作用。
Shotelersuk 博士并不是唯一一名获得成功的研究人员。 在中国，贝瑞和康 (Berry Genomics Corp.) 的一个团队也开展了一项有关新生儿筛查检测的研究。 在最近发表的一篇论文“ 长分子测序： 一种用于鉴定 α-地中海贫血和 β-地中海贫血携带者中具有临床意义的 DNA 变异的新方法,” 中，该团队分享了他们如何实现目前用于检测地中海贫血（一种遗传性血液疾病）的多分子检测方法，开发出一种可扩展、精确且具有成本效益的基因分型方法，以便未来可用于大规模筛查该种疾病的携带者。
此外，由 Sarah Charnaud 博士牵头发表了“PacBio 长读长扩增子测序能够对复杂的 CYP2D6 基因位点进行可扩展的高分辨率群体等位基因分型”，一项涉及 25% 常用药物代谢的基因研究。 这是迄今为止规模最大的 PacBio 测序队列。研究人员利用对 CYP2D6 的 HiFi 测序技术，开发了一种分析方法来揭示数百名所罗门群岛人的基因特征。在这项研究前，该人群的基因特征仍处于未知状态。 研究人员确定了几种功能罕见且新的等位基因，这些等位基因改变了所罗门群岛人群特有的代谢状态。 他们重点研究了 CYP2D6 在人群规模分析中的可行性以及完整基因组信息在捕获不同人群中的相关变异的重要性。
产品更新以简化单基因测序
虽然这些例子重点介绍了易用性和效率，但都只是研究人员通过整合 PacBio 平台上的检测以及使用靶向单基因测序来节省时间和资源的一小部分方式。最近，我们宣布推出 SMRTbell prep kit 3.0 和灵活条形码。
此次产品发布后，研究人员现在已经可以使用通用研究方案、重新设计的文库以及测序试剂盒来减少工作流程步骤，降低复杂性，为在 Sequel Iie 系统上测序的 SMRTbell 文库制备扩增子节省至少 1 小时的时间。
借助 PacBio 长读长，您可以轻松且经济高效地对靶向基因或感兴趣区域的全长扩增子进行测序，涵盖规模从几百个碱基对到千碱基不等。 高度准确的长读长测序使您可以靶向所有类型的变异，从单核苷酸变异和插入缺失到结构变异都不在话下。 HiFi reads 可以揭示其他技术错失的生物学信息，例如低复杂性区域和重复扩增、高 GC 含量的启动子区域和转座因子的插入位点。
