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2022年07月01日  |  动植物生物学

HiFi 的不同之处:开启参考泛基因组时代

PacBio HiFi 测序已在众多研究项目中用于生成参考级别质量的基因组,其中最知名的一项莫过于最终完成的 人类基因组的完整测序

继该项目之后人类泛基因组参考联盟 (HPRC) 目前正在生成 300 多个参考级基因组,旨在充分捕捉人类群体的遗传多样性。 

如今,我们正在见证这种范式朝着利用 HiFi reads 获得许多其他物种的准确、完整和多样化参考基因组转变  例如,近期,加州大学伯克利分校的研究人员及其合作者发布了一篇题为衣藻基因组计划,第 6 版:交配型正负菌株的参考组装揭示了实验室中存在的广泛结构突变的预印本论文,他们使用 PacBio HiFi 基因组测序和 Iso-Seq 方法对单细胞绿藻莱茵衣藻的参考基因组进行了重大升级 

chlamydomonas reinhardtii
图片来源:: 维基百科

莱茵衣藻 (Chlamydomonas reinhardtii) 是植物和细胞生物学中的一种主要模式生物之一,研究人员已在多种基本生物过程(如光合作用、细胞周期和有性繁殖)中对其进行了研究。 

在不断发展的藻类生物技术领域内,莱茵衣藻也得以广泛应用 此外,它也是第一种被用于基因组计划的藻类  在过去二十年中,研究人员已经生成了五个版本的莱茵衣藻参考基因组 

在新发布的预印本论文中,作者向我们展示了第 6 版成果,在组装质量和结构注释方面取得了重大进步,其中包括: 

  • 两个实验室菌株的染色体层面组装, 为两个交配型等位基因提供了单独的参考级别质量基因组 
  • 更正先前版本中的主要错误组装 
  • 连续性提高了十倍以上 
  • >80% 的填补空白在基因内部 
  • 通过广泛策划改进了结构注释更新了基因符号和功能特征基因的注释 

作者得出结论 

总的来说,此次提供的资源不仅预示着 衣藻 基因组学将迈入新时代,而且也将为继续研究这一重要参考奠定基础。

根据他们发现的这些组装基因组中的主要结构突变,作者警告:所有实验室菌株都可能携带具有基因破坏性的突变,“在解读、比较跨实验室和跨时期的实验结果时应当考虑到这一点。”  此外,单个菌株并不能代表衣藻实验室菌株中存在的基因组多样性,因为“两个单倍型在大约 2% 的位点处会有所不同,这大概相当于来自同一位置的任何两个田间分离株之间的平均遗传多样性”。  为此,一项 泛基因组计划 已经启动,“旨在为其他几个实验室菌株和田间分离株生成基因组”。作者指出,“许多有用的信息只能通过比较不同菌株的基因组来收集。我们预计,未来对其他菌株和分离株进行测序会带来巨大获益。  对于这两种实验室单倍型,可以生成一个‘实验室泛基因组’……捕获实验室菌株中存在的所有祖先变异。” 

HiFi 测序将准确性和读长与稳健、高效的组装方法相结合,带领我们迈入了参考级别质量的泛基因组时代。  如果您想了解您感兴趣的生物的完整基因组序列以及您在实验室里使用的不同菌株在全基因组范围内有哪些真正的差异,HiFi 测序技术将帮助您可以为您感兴趣的菌株和物种生成参考基因组,而不仅仅是这种藻类 

联系我们与我们探讨如何为您的研究生成参考泛基因组

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