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MGISEQ平台靶向捕获测序全策略

昨日,纳昂达科技和华大智造在“2018测序技术和应用高峰论坛”上签署战略合作协议。双方将合作开发基于MGI测序平台的文库构建和靶向捕获方案,共同开发与推广以国产测序设备为核心的基因检测的全新产业环境。

图1. NanoPrep™ 靶向捕获测序整体解决方案。

纳昂达科技依托在NGS领域深耕多年的经验,推出NanoPrep™ DNA文库构建试剂盒(for MGI)*,可应用1 ng~1 μg起始样本量的全基因组测序,同时完美适配以全外显子测序为代表的靶向捕获测序。


* 以下简称 NanoPrep™ DNA for MGI


图2. NanoPrep™ DNA for MGI 产品特点

本文将简要介绍NanoPrep™ 系列MGISEQ靶向测序表现。

简约操作,从容实验

NanoPrep™ DNA for MGI基于A-T连接原理,操作简单,全流程<3 h小时(图3),配套支持4 h快速杂交的靶向捕获方案,您可以在一天之内从容完成“建库+捕获”全流程。


图3. NanoPrep™ DNA for MGI建库流程。

低量起始,均一高效

NanoPrep™ DNA for MGI支持低至1 ng起始量的文库构建,如图4 所示,在1 ng~500 ng 梯度Input DNA下,2X PCR HiFi Master Mix组分高扩增效率的特点可以实现以较少的循环数达到>1,000 ng的文库产量,满足后续进行全基因组测序或靶向捕获测序的需求。


图4. NanoPrep™ DNA for MGI不同gDNA起始量文库产出。

除了建库高效,优秀的文库需更好的还原原始样本,这要求建库扩增模块的“高保真”。2X PCR HiFi Master Mix即是文库“双低”的保证—“低扩增错误率,低GC偏好性”。

这在GC含量变化较大的植物、微生物样品的文库制备中尤为重要。如图5所示,在大肠杆菌(GC%=51)、衣藻(GC%=62)中,文库构建覆盖均一。


图5. NanoPrep™ DNA for MGI对不同GC含量基因组建库的偏好分析

全外捕获,稳定均一

全外显子测序作为最常规的靶向捕获,仅对人基因组2%的区域测序,可覆盖大多数基因的编码序列。随着,MGISEQ-T7这类的“超级生命计算机”的推出,WES在基础研究、遗传病筛查、肿瘤分子诊断、免疫治疗等领域被越来越广泛应用。

NanoPrep™ 外显子捕获文库,表现稳定,可重复性高。同一个样本两次建库、分别进行1-Plex(500 ng)及12-Plex(6 μg)的全外捕获,覆盖深度高度一致(图6 A)。通过不同GC含量探针对目标区域覆盖的变异系数(Coefficiency of variation,CV)来评估覆盖均一性,1-Plex(CV=0.61)和12-Plex(CV=0.55)无显著差异(图6 B)。

这是 NanoPrep™ DNA for MGI、外显子捕获Panel*和MGISEQ测序平台,三个环节试剂与仪器稳定、优秀的表现。


图6. NanoPrep™ 外显子捕获文库的重复性。

MGISEQ平台依旧支持外显子的混合捕获。如图7所示,分别在两个测序平台进行12-Plex的外显子混合捕获。MGISEQ-2000在捕获效率(图7.A)和覆盖均一性(图7.B)与HiSeq X上测序表现无明显差异

图7. NanoPrep™ 外显子捕获文库表现。MGISEQ-2000;Illumina HiSeq X

值得一提的是MGISEQ平台采用独特的DNA纳米球技术,基于滚环复制在测序时进行扩增,这种线性扩增可以避免常规PCR带来的错误累积,并且维持了更低的重复率(图8)。

图8. NanoPrep™ 外显子捕获重复率低。MGISEQ-2000;Illumina HiSeq X

* Exome Panel is strengthened by IDT

Super助力,高效捕获

若要达到高捕获效率,文库的混合、封阻序列的使用、整体流程的控温、M-270磁珠的操作、捕获后PCR扩增等每一步都很重要。对于捕获部分的梳理,我们在《外显子捕获那些事—下篇》)有详细叙述。

在整体捕获方案中,我们也推出了NanoPrep™ Super Blockers。该产品是适用于MGI平台的通用封阻序列,可高效封闭多种MGI平台单端10 nt Index,降低接头间的非特异性结合,提高中靶率,增加富集深度。如图9所示,在不同大小Panel的捕获中,均能高效封闭,达到较高的捕获效率。


图9. NanoPrep™ Super Blockers在不同大小Panel中的封阻效果。

Panel “大” 时代,不止于 WES

10月发布的的非小细胞肺癌NCCN 2019第一版指南中将肿瘤突变负荷(Tumor Mutation Burden, TMB)写入指南,作为Emerging Biomarker筛选适合免疫治疗的患者。除了全基因组测序和WES,以特定基因的大Panel以相比上述两种方法更低的测序成本和周期,风头正盛。

NanoPrep™ DNA for MGI建库试剂搭配泛癌捕获Panel在gDNA上同样也有出色的捕获表现。如图10所示,1-Plex和5-Plex不同混杂水平下,均有出色的捕获表现


图10. NanoPrep™ 泛癌捕获文库表现。A.捕获效率高;B. 对不同GC区域覆盖均一。 MGISEQ-2000;Illumina Hiseq X

在相同的起始量和实验条件下我们对标准品HD798利用泛癌捕获Panel进行了突变频率检验,检测精度比肩Vendor K与Vendor S。


图11. NanoPrep™ 泛癌捕获文库对HD798标准品突变频率检测精度高。

除上述MGISEQ靶向捕获测序相关数据外,后续我们将陆续公布更多靶向测序数据,如mtDNAPanel,HLA Panel和NanoID Panel。敬请大家持续关注我们相关推送。

测序江湖,门派纷争,国之重器,逐鹿中原。随着MGISEQ的测序仪通量、质量的节节攀升,测序市场的国产化势如破竹的攻下一城又一城,作为首批MGISEQ的试剂提供商,后续纳昂达科技将与华大智造一起开拓共同谱写中国市场靶向捕获的新篇章。


产品介绍



您可以联系400 8717 699;support@nanodigmbio.com获取更多产品信息。



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