《PLoS遗传学》：脑癌细胞系全基因组测序完成

美国加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症研究中心的科学家在1月29日的《公共科学图书馆·遗传学》（PLoS Genetics）专刊上发表论文指出,他们首次完成了脑癌细胞系全基因组测序,这也是截至目前对单个癌症细胞系所做的最为彻底的测序分析。通过使用最新技术,此项测序工作得以在一个月内完成,测序成本大约为3．5万美元。     

癌症基因组测序方案制定的研究进展

癌症的基因组测序对于癌症的预防、诊断、预后、治疗以及基础生物学研究都有巨大的潜在的应用价值,正是由于其方向广泛,所以基因组测序的方案制定对于实现特定的研究目标,就显得尤为重要。同时,了解了基因组测序方案制定的规则,也有助于评估如今快速增长的发表文献的正确性和重要性。主要论述高通量测序技术在癌症基因组测序中的实际应用,并讨论癌症基因组测序在方案设计和方法学上如何调整,才能更好地实现特定的研究目的。     

使用边扩增边连接技术以两步PCR反应制备两个癌症候选基因的重测序DNA文库

近年来应大规模基因组学和遗传学研究发展的需要,能够提供“高通量、低成本、低劳动量”测序服务的新一代大规模并行测序技术应运而生.辅助其应用的生物信息分析软件和实验方法也层出不穷.而在关联研究如癌症研究中有广泛应用的基于PCR的基因组学和遗传学研究方法,却因其研究的目标区域较短,而较少地受益于采用“鸟枪法测序”策略的新一代测序技术.尽管已提出诸如“芯片捕获法”、“目标选择法”等技术克服这一难题,但这些方法对仪器和实验室操作的额外要求限制了它们的应用和推广.本实验提出一种能简便克服这一难题的“边扩增边连接方法”（Ligation by Amplification,LBA）：使用一对“公用接头”和两步PCR反应将多个目标区域随机连接起来,其随机连接而成的长链产物可被简易地随机片段化并在新一代测序仪上测序.使用专门设计的、包含公用接头的LBA引物,将人类基因组保守编码序列中两个癌症相关基因：BRCA1和BRCA2的外显子进行扩增,并将所得到的70个扩增产物在一步PCR过程中进行边扩增边连接.所得的长链LBA产物经随机片段化后制备成可被传统Sanger测序法和新一代边合成边测序技术测序的DNA文库,分别在ABI3730xl测序仪和Illumina/Solexa Genome Analyzer测序仪上进行测序.对目标序列的覆盖度、覆盖深度和单核苷酸多态性检测的有效性的生物信息学分析证明：运用本方法可高效地在新一代测序仪上进行基于PCR的重测序和遗传多态性研究,推动各种基于PCR的基因组学和遗传学研究的发展.     

Life Technologies推出台式基因测序仪,实现1000美元解码人类基因组

近日,Life Technologies公司推出了新型台式基因测序仪Ion ProtonTM。该款测序仪采用新一代半导体测序技术,拥有快速、简单及可扩展等特征,能有效推进临床研究在癌症及遗传性疾病等诊断中的发展。借助该技术产品,只需1000美元即可在一天时间内完成个人全基因组测序。目前,使用传统的光学测序技术对人类基因组进行     

基于癌症临床测序依据变异决定治疗方案将成为可能

临床测序（clinical sequencc）是为了探索各个癌症患者的最佳治疗方案而开展的。国际上出现了患者癌症基因组的解析服务。为了使基因组测序数据有效地应用到临床治疗上，日本也开始了利用患者样本的研究工作。     

高通量测序技术及其应用

高通量测序技术是DNA测序发展历程的一个里程碑,它为现代生命科学研究提供了前所未有的机遇。详细介绍了以454、Solexa和SOLiD为代表的第二代高通量测序技术,以HeliScope TIRM和Pacific Biosciences SMRT为代表的单分子测序技术,以及最近Life Science公司推出的Ion Personal Genome Machine (PGM)测序技术等高通量测序技术的最新进展。在此基础上,阐述了高通量测序技术在基因组测序、转录组测序、基因表达调控、转录因子结合位点的检测以及甲基化等研究领域的应用。最后,讨论了高通量测序技术在成本和后续数据分析等方面存在的问题及其未来的发展前景。     

高通量测序在可变剪接中的研究进展

在真核生物基因表达的过程中, mRNA的可变剪接(alternative splicing, AS)导致同一基因蛋白质亚型多样性的产生,同时也增加了基因表达调控的多样性。高达95%的人类基因可以通过AS来产生具有不同功能的蛋白质。除此之外,约15%的人类遗传疾病和癌症与AS相关。作为一种精密的基因表达调控方式, AS协助完成重要的生物过程,如细胞发育和分化等。近年来,高通量测序的发展推动了AS在分析组织特异性基因表达领域的研究。然而,两者的有机结合应用仍然具有挑战性。该文总结了高通量测序在AS研究中的应用,进一步分析了其中存在的问题,并提出了解决方法,为推动该领域的发展提供了新的策略与思路。     

单分子测序技术及应用研究进展

从DNA双螺旋结构的发现开始,生命科学研究进入分子水平,在20世纪70年代出现的测序技术为破译遗传密码作出了巨大贡献.近几年出现的单分子测序技术,可以在单个分子水平读取核苷酸序列,也被称为第三代测序技术,主要代表有HeliScope、Nanopore和PacBio等.与传统的第一代和第二代测序技术相比,第三代测序能够产生更长的碱基读长,能直接对RNA进行测序,无需逆转录,测序速度极快,同时其中某些技术所涉及的设备可以小型化,可便携至野外现场测序.第三代测序技术在生命科学基础理论研究及生物医学临床实践中,具有广泛的应用.本文重点介绍了各种单分子测序技术的原理、优缺点,及其应用研究进展.     

应用ABI PRISMTM310测序仪进行快速且经济的DNA测序

目的 使DNA测序更快速且经济。方法 根据测序模板的不同采取相应的测序方法。视具体情况调整测序反应条件,改进仪器的操作方法,减少测序反应体系及合理使用试剂,结果 对测序模板,测序条件和仪器操作的优化,可缩短测序时间,充分利用试剂,可降低测序成本。结论 在保证测序质量的前提下,不仅快速而且经济。     

新一代测序技术的研究进展

大规模DNA测序技术是揭秘人类和其它生物遗传密码的重要技术,在分子生物学和基础医学领域有广泛应用。第二代测序技术的出现使DNA测序的通量大幅提高,测序的成本大幅下降,原来只有在大型测序中心才能完成的测序任务现在已经可以在更多的实验室展开。但是,早期的第二代测序技术仍然存在诸如文库构建过程复杂、测序成本依然较高等缺点。为了克服上述缺点,近三年发展了几种新的第二代和第三代测序技术,这些技术不仅继承了早期第二代测序技术通量高的优点,而且在文库构建等方面取得了重要突破,进一步简化了测序操作,降低了测序成本,缩短了测序时间。本文就几种最新的大规模测序技术的原理、特点与发展趋势进行简要介绍。     

纳米孔测序技术在环境微生物研究中的应用

高通量测序技术是研究环境微生物的有效手段,而以纳米孔测序为代表的第三代测序技术以其测序读长长、测序速度快、测序数据实时监控、仪器方便携带、无GC偏好性、无需经过PCR扩增等显著优势有力推动了环境微生物研究的发展.本文对纳米孔测序技术的技术原理和特点进行了简要概述,重点介绍了纳米孔测序技术在环境微生物扩增子测序、宏基因组...     

DNA测序技术概述

DNA测序技术作为现代生命科学研究的核心技术之一,自上世纪70年代中期DNA发明以来发展迅速。我们简要综述现有的几代DNA测序技术的原理及其发展历程,并对未来可能出现的第三代测序进行预测。     

高通量RNA甲基化测序数据处理与分析研究进展

随着高通量测序技术快速发展,Me RIP-seq(methylated RNA immunoprecipitation sequencing)测序技术开启了RNA表观遗传学研究新局面,能够在全基因组范围内描述RNA甲基化.从Me RIP-seq高通量数据中挖掘RNA甲基化模式,有助于揭示m RNA甲基化在调控基因表达、剪切等方面所发挥的潜在功能,有效指导癌症的干预治疗.本文从Me RIP-seq测序原理出发,较全面地综述Me RIP-seq数据处理和分析方法研究现状,并对其所面临的计算问题进行讨论和展望.     

新书介绍

本书是关于基因测序技术的一部综合性著作。全面覆盖基因测序发展、RNA测序、DNA测序、基因组测序和拼接以及基因测序的应用等。本书不仅较详细地阐述了有关技术的具体操作和程序,更着力于对各种技术的基本原理及其相关理论基础进行深层次的剖析。     

研发动态

我国绘成转基因木瓜全基因组图谱;我国加入绘制癌症基因图谱计划;我国第一个杀蚊微生物全基因组测序完成;天津转基因育种取得重大进展;我国启动超级玉米研究     

单细胞测序方法研究进展

近年来,高通量测序技术(Next-generation sequencing,NGS)快速发展,已广泛应用于生命科学各个领域,但传统的混合细胞测序(Bulk cell sequencing)检测的是细胞群体的总平均反应,无法反应每个细胞的真实情况,这会影响研究者对细胞功能认知的准确性。单细胞测序技术(Single cell sequencing,sc-Seq)的出现,从一定程度上解决了传统测序固有的缺陷。单细胞测序是针对单个细胞的RNA或DNA进行测序,能够准确测出单个细胞的基因结构和表达状态,从而分析相同表型细胞的异质性。本文首先介绍单细胞测序的原理、测序类型和测序平台,有助于理解单细胞测序和在进行科研项目时设计合适的项目方案。进一步介绍单细胞转录组测序的分析流程和各种常用的分析工具或软件,并重点阐述单细胞转录组测序分析中的细胞聚类和拟时序分析的原理和研究进展,为进行单细胞转录组测序数据分析提供参考。最后,本文简述了单细胞测序研究热度、单细胞测序的应用、挑战和展望等,有助于更全面地认识单细胞测序。     

应用慢病毒shRNA文库结合二代测序筛选白血病细胞系增殖相关lncRNA北大核心CSCD

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是包括细胞增殖在内的许多细胞过程的重要调节因子。虽然已有研究表明多种lncRNA在造血系统恶性肿瘤的发生发展过程中发挥重要作用,但是缺少一个更全面和无偏倚的方法同时研究多个lncRNA中对白血病细胞系产生功能性影响的lncRNA。在此,我们利用短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)文库结合高通量测序的方法,筛选对白血病细胞系增殖有影响的lncRNA,确定了74个候选lncRNAs。从中选取lncRNA C20orf204-203作为验证研究对象,发现C20orf204-203在K562和THP-1细胞系中均定位于胞质,敲降C20orf204-203的K562和THP-1细胞系增殖能力降低,早期凋亡细胞增加,BAD基因在mRNA水平上表达量增加,TP53、BCL2蛋白表达量下降,在THP-1细胞系中Caspase 3蛋白表达量减少,激活型Caspase 3蛋白表达量上升,但是二者变化在两种细胞系中不一致。结果表明,在白血病细胞系中敲降lncRNA C20orf204-203会使细胞增殖能力降低。但其在不同细胞系作用途径和机制可能存在差异。这一研究表明了利用shRNA文库结合高通量测序大规模研究lncRNA在白血病细胞系中发挥作用的可行性。     

恶性肿瘤干性及其量化分析方法的研究进展

一直以来,肿瘤干细胞一直是恶性肿瘤研究领域的重要研究靶点之一,其干性特征影响了癌症的发生、治疗抵抗和复发。传统的肿瘤干性机制研究需要实验流式技术对肿瘤干细胞进行分选和提取。二代测序技术在肿瘤研究领域的普及产生了大量的肿瘤组织测序数据并提供了丰富的恶性肿瘤遗传和分子图谱。随着计算方法的不断革新,研究人员基于分子特征或机器学习原理,通过改良算法和组合策略对恶性肿瘤组织中的干性水平进行评估,并使用干性指数对其描述和定义。对干性的量化计算,可以为恶性肿瘤中干性调控机制提供帮助,基于干性指数等指标进行建模预测,能够指导临床对癌症患者的治疗和预后进行评估。     

单分子实时测序技术的原理与应用

单分子DNA测序技术是近10年发展起来的新一代测序技术,也称为第三代测序技术,包括单分子实时测序、真正单分子测序、单分子纳米孔测序等技术。文章介绍了单分子实时(Single-molecule real-time,SMRT)测序技术的基本原理、性能以及应用。与Sanger测序法和下一代测序技术相比,SMRT测序具有超长读长、测序周期短、无需模板扩增和直接检测表观修饰位点等特点,为研究人员提供了新选择。同时,SMRT测序的低准确率备受争议(约85%),其中约93%的错误是插入缺失,因此,其数据应用于基因组组装前需先对数据进行纠错处理。目前,SMRT测序在小型基因组从头测序和完整组装中已有良好应用,并且已经或将在表观遗传学、转录组学、大型基因组组装等领域发挥其优势,促进基因组学的研究。     

Illumina-Solexa测序数据质量评估系统的构建

目的：针对下一代测序数据量大、序列长度短的特点,研究数据分析和质量评估方法。方法：选择已发布的Illumina-Solexa平台测序数据为研究对象,通过MAQ软件将测序数据与人类全基因组序列进行比对,并以外显子区域为例,在位点水平对测序数据质量进行评估。结果：结合已有软件系统和本文自创线性算法,建立了一套包括比对、拼接在内的测序数据质量评估系统。比对分析后,发现原始测序序列共覆盖了127,113,378个位点,涉及24条染色体上的64868个外显子。其中,每个位点都被测到的外显子为0.50%,位点平均测序深度大于等于1的外显子为3.98%。结论：成功构建了基于Illumina-Solexa测序平台的数据分析和质量评估方法,其可适用于其它第二代测序平台。研究者可在质量评估的基础上完善测序试验设计,并进行SNP和突变筛选及后续功能性研究。