1. 介绍

1.1 原理

PacBio(Pacific Biosciences)公司的单分子实时测序(Single Molecular Real Time Sequencing, SMRT Sequencing),

高分子量(HMW)gDNA

加上接头构建SMRTbell文库,将引物和聚合酶添加到已经准备好测序的文库中。

https://www.youtube.com/watch?v=_lD8JyAbwEo

https://isoseq.how/

https://ccs.how/

https://lima.how/

每张SMRT Cell芯片包含数百万个称为零模波导孔(zero-mode waveguides, ZMWs)的微小单元,将单个DNA分子固定在ZMWs中,随着聚合酶掺入标记的核苷酸,就会发出荧光。使用这种方法,可以实时检测核苷酸的掺入。使用Squel II系统,可以通过两种测序模式优化结果:

  1. Circular Consensus Sequencing(CCS,环化共有序列模式)可以产生高精度的长读长测序结果,称为HiFi测序。
  2. Continuous Long Read (CLR,连续的长读长测序模式)Sequencing生成尽可能长的测序结果。

https://www.pacb.com/technology/hifi-sequencing/

三代测序技术(一):PacBio - 图1

CCS reads:每个ZMW内产生的Subreads所生成的一致性序列

三代测序技术(一):PacBio - 图2

1.2 平台

Iso-Seq:全长转录组测序,应用平台RS II

平台:RSII、Squel、Squel II、Squel IIe

Squel IIe除了能够直接产出长读长,高准确性的HiFi reads外,还能同时呈现CpG岛中5mC甲基化修饰。PacBio HiFi测序的5mC的读序无需重亚硫酸盐处理,也无需额外的文库制备,直接通过HiFi测序即可获得。

另外,HiFi用于5mC的检测与读序保留了基因组表观遗传修饰信息的定相(phasing)数据。这将揭示等位基因特异性甲基化的模式,可直接找到来自遗传变异(表观遗传状态受序列差异影响)或亲本印记(表观遗传状态受染色体遗传自母亲还是父亲的影响)所带来的的影响。

三代测序技术(一):PacBio - 图3

https://www.pacb.com/technology/hifi-sequencing/sequel-system/

三代测序技术(一):PacBio - 图4

1.3 优点

PCR free

2. 实验流程

2.1 样品制备

2.1.1 DNA提取

DNA提取试剂盒

2.1.2 DNA样品质控

定性

定量

纯度

2.2 文库构建

金属浴

DNA片段回收

2.3 测序

2.4 数据分析

https://www.pacb.com/technology/hifi-sequencing/

PacBio bioinformatics file formats

PacBio BAM文件

PacBio sequel下机是bam格式的reads文件,它和reads比对到参考基因组上生成的bam文件内容有差异,但格式一致。

bam文件主要分成两个部分,头一部分是Header,存储测序的相关信息,另一部分是records,是文件的主要部分,这里头保存了序列信息。

https://github.com/PacificBiosciences/ccs

https://ccs.how/

参考

初识PacBio三代测序技术

PacBio 全基因组测序 样本准备指南

公众号 | 基因售后服务 | #PacBio 技术专题(From DNA to Discovery – SMRT测序技术概览