责任编辑:郑华军、施锦绣

组学技术服务主要范畴
来源: | 作者:shchgc | 发布时间: 2019-08-27 | 101 次浏览 | 分享到:

组学平台技术服务包括但不仅限于以下各类技术服务的优势和能力:

1. 人全基因组以及外显子组测序

人全基因组重测序可以获得包括编码和非编码区的基因突变或染色体解构变异的全部信息;外显子测序通过探针捕获(外显子区域)技术与二代测序相结合的方法获取编码区基因的突变的测序方法。在肿瘤基因组学研究、家族性遗传病研究中拥有广泛的应用。

本中心已完成包括肺癌、白血病以及骨肉瘤等项目的全基因组 / 全外显子测序,其成果发表在Nature genetics, Nature medicine 和EBioMedicine上。上千例的外显子捕获测序分析经验,让中心具有更高效探针捕获水平(即使少量的临床样本也能实施有效捕获);而由此形成的一整套的生物信息学分析和过滤流程,可以更有效地筛选疾病相关基因突变或结构变异。


2. 细菌基因组和转录组测序  

中心成立伊始,就开展细菌基因组研究工作,先后完成了700多株细菌、古菌的基因组测序,发表相关SCI论文百余篇;在此过程中,逐渐建立了一支强大的微生物基因组分析团队。由该团队开发的‘ContigScape’软件,被BMC Genomic杂志评为2013年“Highly Accessed”论文。

2014年,中心建成国内第一台Pacbio三代测序系统,2018年进一步拓展建成包括PacBio Sequel、RSII,Oxford NanoPore的三代单分子测序系统,可在1个月内完成高质量的细菌完成图绘制,以及基因组甲基化分析。同时,中心构建了毒力因子数据库、耐药基因数据库、次生代谢产物预测平台以及比较基因组学分析平台,可高效完成各类细菌的分析工作。

细菌转录组反映了细菌代谢、调控的重要信息。中心自2011年起就在国内率先开展细菌RNAseq工作,陆续建立了高效的rRNA去除方法(数据中rRNA含量<1%)和定向测序技术;在分析基因表达差异的同时,可有效得鉴定细菌的转录起始点、operon等,同时开发了一套细菌non-coding RNA的分析流程,极大提高了细菌RNAseq的效率。完成了以结核分枝杆菌为代表的致病菌和以保加利亚乳酸杆菌为代表的工业菌株的RNAseq等项目,积累了丰富的经验。


3. 微生物多样性研究

微生物多样性与人体健康、人类生活环境(农业、水体、环境污染)等息息相关。中心是国内最早开展微生物多样性研究的机构,早在2007年就完成了首个中国人四世同堂个体肠道菌群的测序,研究成果发表在PNAS上(PNAS, 2008;105(6):2117-22)。

从早期的3730单克隆测序,到Roche 454测序,再到今天的Miseq测序和PacBio全长测序,中心始终走在该领域的前列。服务范围已扩展到土壤、海洋、体表等各领域。检测对象包括细菌16S rDNA、古菌16S rDNA、真菌ITS+18S rDNA以及功能基因;生物信息学分析从种属鉴定扩展到相关性分析和功能分析。


4. 真核基因组测序

中心在真核基因组测序方面具有丰富的经验,在合作完成水稻4号染色体、黑猩猩22号染色体基因组测序后,又完成并发表了日本血吸虫(Schistosoma japonicum)和细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus)的基因组学研究成果(Nature,2009;Nature genetics,2013)。

在建成PacBio第三代测序系统后,中心先后开展了棉花、肉苁蓉、青蒿、红景天、柳树等高等植物的全基因组测序和分析工作,建立了高杂合度植物和水生生物全基因组分析的流程。而对真菌的基因组拼装更是可以达到染色体水平。


5. 宏基因组和宏转录组研究

宏基因组/宏转录组学研究,是通过对环境样本中的所有DNA或RNA进行测序,研究生物群体的遗传信息和功能。这类组学研究避免了大多数生物群体不可培养的缺点,能够探索环境样本中菌群的组成与分布、代谢与调控、共生信息以及与宿主/环境之间的关系,发掘特定功能基因,研究特定生境下活性基因的表达情况,探索潜在的生物学意义。中心先后完成了瘤胃(细菌)、深海/浅海海绵(真菌)、人体肠道冠状病毒(病毒)等宏基因组项目,在功能分析、单菌基因组拼装等方面积累了丰富的经验。


6. 真核生物转录组测序

真核生物转录组测序可分为mRNA测序和long non-coding RNA(lncRNA)测序;根据有无参考序列,mRNA测序又分RNAseq(有参考序列,研究已知基因的表达丰度)和全长mRNA测序(无参考序列,需对编码基因进行预测和注释)。

中心在真核生物转录组测序方面积累的经验,可以基于微量RNA(低至1ng total RNA)进行cDNA文库构建和测序;同时利用Pacbio三代测序,可以获得全长cDNA序列。已先后完成了包括水稻、藏酋猴、涡虫、火龙果、红豆杉等物种的全长mRNA测序。