新一代测序技术在养猪中的应用

新一代测序技术以其高通量、高信息量为优势,随着检测成本的降低及技术的迭代,在养猪中已经逐步得到应用,成为必不可少的技术工具。本文首先对常用的测序技术(全基因组测序、宏基因组测序、外显子测序、简化基因组测序和转录组测序)进行概述,继而对其在养猪中的应用进行综述,最后做出总结并对其应用前景加以展望。

新一代测序技术在植物转录组研究中的应用

随着DNA测序技术的发展,新一代测序技术以其高通量、低成本的特点,成为越来越多的生物学研究者在开展工作时的首选。在所有的新一代测序技术中,454测序系统是最早实现商业化且发展相对成熟的一种,目前被广泛的应用于各个领域的生物学研究中。文章以454测序系统为例,综述了新一代测序系统的原理、优缺点,及其在植物转录组研究中的应用,并对其在植物研究领域中可能的发展应用方向进行了展望。

新一代测序技术及其对水稻分子设计育种的影响

本文概述了以边合成(或连接)边测序为特征的新一代测序技术的基本原理以及现有的Roche(454)GSFLXsequencer、Illumina genome analyzer(Solexa)、Applied Biosystems SOLiDsequencer、HeliScope Sequencer等4种新一代测序平台的发展历史、测序流程、优缺点和测序成本等,并展望了新技术的发展可能对以水稻为代表的农作物大规模分子设计育种产生的影响。本文还提出通过对水稻核心种质育种材料体系的全基因组测序,开发功能性分子标记和特异基因芯片,缩短将基础研究成果应用于实际育种生产的时间,为真正进入分子设计育种时代奠定基础。

新一代测序技术及其在植物转录组研究中的应用

新一代高通量测序技术发展迅速,其特点是高通量、低成本,成为更多研究人员进行转录组分析的重要手段。新一代测序技术主要有454测序平台、Solexa测序平台和SOLID测序平台,目前被广泛应用于生物学研究中。就目前正在发展的3种高通量测序技术进行了阐述,并比较其优缺点,探讨了新一代测序技术在植物转录组研究中的应用,并对其发展前景进行了展望。

新一代测序技术在遗传性耳聋基因研究及诊断中的应用

超过50%的耳聋由遗传基因缺陷所致,伴随着基因组学技术的发展,耳聋分子遗传学研究逐渐成为耳科学研究的前沿领域。新一代高通量测序技术的出现,提供了以数据为导向的新的遗传性疾病研究模式,革新了人们对遗传性疾病的认识过程,使得对遗传性疾病的研究策略也发生了重大转变。近年来新一代测序技术(Next generation sequencing,NGS)在耳聋研究中的应用,大大加快了耳聋基因发现的速度,并逐渐向临床应用方向转化。文章总结了遗传性耳聋的特点和研究现状,以及新一代测序技术在耳聋研究中的应用和前景,以及基于NGS技术的耳聋基因研究和临床耳聋基因诊断的发展方向。

新一代测序技术在肿瘤临床中的应用

随着测序技术的不断发展,成本低、速度快、通量高的新一代测序(NGS)技术在肿瘤临床领域显现出很高的应用价值。本文对NGS在肿瘤临床中的应用和研究进行了综述,主要包括检测胚系突变和单核苷酸多态性用于肿瘤预测预防,检测血浆中循环肿瘤DNA(ctDNA)用于肿瘤的早期诊断,基于NGS的单细胞测序技术检测体细胞突变用于指导个体化、靶向治疗及疗效预测。同时也简要介绍了NGS技术在临床应用中面临的挑战,为其更好地服务于临床提供思路。

新一代测序技术无创产前检测胎儿FGFR3基因突变

目的探讨新一代测序技术(next-generation sequencing,NGS)无创产前筛查FGFR3相关疾病的可行性与准确率。方法 4例软骨发育不全、2例致死性侏儒Ⅰ型胎儿基因组DNA(g DNA)片段化后,以相应母体产后血浆游离DNA为背景,按照10%、6%、3%、1%、0.5%的浓度进行稀释,形成30例阳性模拟样本,建立孕妇血浆游离DNA模型,同时采集13例阴性对照孕妇血浆游离DNA,运用NGS技术分别检测FGFR3致病突变位点,计算检测灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值。结果 30例模拟样本中,胎儿g DNA浓度为10%、6%、3%、1%、0.5%时,突变检出例数分别为6/6、6/6、6/6、3/6、1/6,13例阴性突变检出例数为0/13;胎儿g DNA浓度≥3%时,NGS的灵敏度为100%(95%CI:81.5%~100%),特异度为100%(95%CI:75.3%~100%),阳性预测值为100%(95%CI:81.5%~100%),阴性预测值为100%(95%CI:75.3%~100%)。结论胎儿g DNA浓度≥3%时,NGS可以在孕妇血浆游离DNA模型中准确检出胎儿FGFR3基因突变,提示基于NGS技术的无创产前检测在新发突变或父源遗传疾病的产前诊断领域具有一定的应用前景。

新一代测序技术检测稽留流产绒毛染色体非整倍体及拷贝数变异的研究

目的应用新一代测序(new-generation sequencing,NGS)技术检测稽留流产绒毛染色体非整倍体及拷贝数变异(copy number variations,CNVs),分析其与稽留流产的相关性。方法应用NGS技术进行染色体非整倍体和CNVs检测的方法学验证后,于2015年收集83例稽留流产绒毛组织,应用NGS技术完成绒毛染色体非整倍体及CNVs的检测,并对检测结果进行分析。结果 83例稽留流产组织中异常核型78例,异常率93.98%,其中非整倍体44例(56.41%),以16、22、21、X、15号染色体高发;拷贝数变异34例(43.59%)。根据孕妇年龄将样本分为高龄组(年龄≥35岁)和低龄组(年龄<35岁),高龄组绒毛染色体为非整倍体的检出率(78.8%)大于低龄组(36%)(P<0.05)。结论 NGS技术较常规染色体核型分析在拷贝数变异等染色体细微结构异常检测方面显示更有临床指导意义的精确性。

基于新一代测序的SNP单体型分析在先天性挛缩性蜘蛛样指症PGD中的应用

目的探讨基于新一代测序(NGS)的单核苷酸多态性(SNP)单体型分析在先天性挛缩性蜘蛛样指症(CCA)种植前遗传学诊断中的有效性。方法对活检的滋养层细胞采用多重置换扩增(MDA)的方法扩增全基因组,应用基于NGS的SNP单体型分析和直接测序两种方法对MDA产物进行CCA的种植前遗传学诊断(PGD)。结果应用MDA方法对活检的4枚囊胚的滋养层细胞成功地进行了全基因组扩增;通过基于NGS的SNP单体型分析发现,其中两枚是未感染CCA的囊胚,另两枚是感染CCA的囊胚;单体型分析结果与直接测序法结果一致。取卵5个月后患者移植一枚基因型正常的冷冻囊胚,于妊娠的第38周经剖宫产成功分娩一体重为2 850g的健康婴儿。结论基于NGS的SNP单体型分析是单基因病的种植前遗传学诊断的有效筛查工具。

新一代测序的拷贝数变异检测算法研究与设计

基于不同的测序技术,基因拷贝数变异的检测方法有多种,但时间复杂度较高,而新一代测序技术的发展为基因拷贝数变异检测的研究开辟了新领域。通过仿真实验、置换检验设计出一种新的基于新一代测序的拷贝数变异检测算法。不同于其它算法,本算法无需参考样本,通过直接研究比对后的序列以及reads与拷贝数的关系,来研究检测拷贝数变异,实验结果表明在时间复杂度上能提高50%以上的运算速度,这对今后拷贝数与疾病的研究具有重要意义。

新一代测序技术及其在肿瘤研究中的应用

新一代测序技术又称为高通量测序技术,是DNA测序史上一次划时代的革命。新一代测序技术都采用了一种新的测序策略——循环芯片测序法(cyclic-array sequencing),可分为焦磷酸测序技术(Roche/454)、Solexa测序技术(Illumina)、polony测序技术(ABI/SOLiD)。由于其高通量、成本低、耗时短而迅速取代传统的Sanger测序成为后基因组时代的重要研究手段,让研究者能以更低廉的价格,更全面、更深入地分析基因组、转录组及蛋白质之间交互作用组。新一代测序技术除了可以快速实现肿瘤基因组测序外,还是数字化全面快速剖析肿瘤转录组、表观遗传及DNA-蛋白质交互作用的有力工具,有望在生命科学、医学科学等领域带来革命性的变革。

新一代测序技术及其应用

基因测序技术的出现极大地推动了分子生物学的向前发展。以往应用较多的为Sanger测序法,该传统的基因测序技术为基因测序工作带来了极大的便利,但其高成本和低通量的缺陷限制了其在大规模测序中的应用。新一代测序技术的出现则弥补了传统方法的缺陷,借助其数据产出通量高、测序成本低的显著优势,新一代测序技术为解决一般性的基因分子生物学问题开辟了新的领域[1]。

应用新一代测序技术测定大室别藻苔虫线粒体基因组全序列

线粒体基因组的获得传统上通常是采取长PCR结合鸟枪法或步移法测序。近年来新一代测序技术蓬勃发展,以454,Solexa和SOLiD测序平台为代表。应用新一代高通量测序技术(Solexa)并结合巢式PCR扩增,完成了大室别藻苔虫(Membranipora grandicella)的线粒体基因组全序列。大室别藻苔虫线粒体基因组是目前国际上获得的第一条苔藓动物软壁亚目线粒体基因组全序列,基因组全长为15 861bp,比已完成的4种苔藓动物线粒体基因组略大。大室别藻苔虫线粒体基因组包含13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA基因和20个转运RNA基因。通过与已测得的苔藓动物进行比较,发现目前已完成的5个苔藓动物线粒体基因组的基因排列顺序显著不同。苔藓动物线粒体基因组基因排列的比较,今后可能会成为探讨该类群系统演化关系的重要信息来源。

面向新一代测序数据的病原微生物检测算法

病原微生物是导致交叉感染疾病甚至重大传染性疾病传播的重要因素之一,准确检测病原微生物对于感染或传染疾病的有效防御和精准诊疗具有十分重要的意义和价值。传统检测方法往往是采用培养手段进行观察和鉴别,但由于可培养的微生物种类有限,难以满足现代精准医疗中对病原微生物的准确且完备的检测要求。基于DNA分子水平上的病原微生物新型检测手段在当前得到发展和密切关注,其核心问题是如何利用被检样本的DNA测序数据,运用统计计算或机器学习方法判别样本中含有哪些病原微生物。以新一代测序数据为背景,以16S rDNA序列为分析对象,建立一种基于朴素贝叶斯的病原微生物精准检测算法,其核心思想在于:将16S rDNA序列的测序读段与病原微生物参考基因组序列进行比对,依据比对状态提取三种特征,以此构建基于朴素贝叶斯的分类模型,判别病原微生物库中每种微生物在被检样本中是否存在,从而达到病原微生物的精准检测。最后,通过仿真实验验证了所提算法的有效性,并与国际同行算法做了比较,表明该算法的优势。

基于新一代测序技术对犬肛周腺肿瘤差异表达基因分析

犬肛周腺肿瘤(Hepatoid gland tumours)高发于未去势老年公犬,在雄性犬的肿瘤中发病率排名第三。本研究采用IlluminaHiSeq^(TM)2500高通量转录组RNA-seq测序技术对犬肛周腺肿瘤的组织和正常肛周腺组织分别进行测序。发现差异表达基因588个,其中上调基因23个,下调基因565个,差异极显著水平的基因94个。通过对GO基因功能聚类,发现生物过程类别基因37个、分子功能类别24个。KEGG分析发现有470个基因涉及信号通路262个。

新一代测序技术在肺癌精准诊疗中的应用进展

新一代测序(NGS)技术具有高测序深度、低检测成本、大规模多基因并行测序的优势,被广泛应用于生命科学、医学各领域。肺癌是全球范围内发病率和病死率最高的恶性肿瘤,病因复杂,早期症状轻且不易检出、晚期预后差、高转移率和耐药性等特征严重影响患者的生命健康。随着NGS技术的深入应用,肺癌的精准分型、精准治疗策略制订、耐药机制分析以及疗效评估等方面的研究取得了很大突破。未来,NGS技术将进一步推动肺癌个体化精准医疗的进展。

新一代测序在脂肪肉瘤中的研究

目的脂肪肉瘤(Liposarcoma,LPS)是软组织肉瘤(Soft tissue sarcoma,STS)最常见类型,具有显著的异质性。新一代测序(Next generation sequencing,NGS)技术提供了描述肿瘤分子病理特征的手段,有可能鉴定出潜在的治疗靶点。本研究使用NGS技术,展示了27例LPS的分子图谱,试图挖掘出新的治疗靶标。方法选择2013年9月-2016年11月安徽省皖北地区27例LPS患者的石蜡包埋组织标本。利用Illumina HiSeq 4000的测序平台,对LPS进行全景癌症基因检测。通过生物信息学分析,鉴定出可能与LPS发生、发展相关的基因,并挖掘出潜在的治疗靶点。结果 27例样本中共检测到40个突变基因。频发的突变基因包括TP53(22.2%)、KMT2B(14.8%)、EP300(11.1%)、NOTCH1(11.1%)、PKD1(11.1%)、SMARCA4(11.1%)。此外,我们也检测到了在其他肿瘤中存在的与用药或者预后相关的突变基因,如PTEN、ALK、BRAF、BRCA2、FGFR4等。在基因拷贝数变化方面,我们检测到了在LPS中已知的扩增基因MDM2(63%)和CDK4(59.3%),同时也检测到了新的扩增基因,如MCL1(22.2%)、KITLG(7.4%)、SDHC(7.4%)、SGK1(7.4%)以及WISP3(7.4%)。结论本研究在LPS中检测到的基因变异,部分与已报道结果一致,如CDK4、MDM2、TP53等,同时也存在一些差异。检测到的扩增基因MCL1和KITLG等与肿瘤发生、发展密切相关,有可能成为潜在治疗靶点,值得进一步研究。

基于新一代测序筛选急性心肌梗死患者血清外泌体miRNA的差异表达谱

目的 分析基于新一代测序筛选急性心肌梗死患者血清外泌体miRNA的差异表达谱,阐明该病与血清外泌体miRNA的相关性。方法收集郴州市第一人民医院心内科2020年1月~2021年12月急性心肌梗死患者和正常体检者的血液样本各200例,提取并鉴定外泌体、总RNA,测序分析miRNA表达谱,运用qRT-PCR对测序结果进行验证。对比急性心肌梗死患者和正常体检者的外泌体标记CD63和CD81表达、总RNA鉴定结果、miRNA的差异表达谱、qRT-PCR检测结果。结果 外泌体标记CD63和CD81的测定结果显示,急性心肌梗死患者和正常体检者均能检测到CD63和CD81,提示CD63和CD81均为外泌体标记蛋白;急性心肌梗死患者和正常体检者的OD260/OD280比值均处于1.8~2.1之间,提示总RNA的质量较高,可进行下一步实验检测;经过新一代测序筛选,检测出急性心肌梗死患者和正常体检者血清外泌体miRNA的差异表达谱共89个,其中包括上调63个,下调26个;对三个增加倍数较大的miRNA(miR-1、miR-133a、miR-208a)进行qRT-PCR检测,结果显示急性心肌梗死患者miR-1、miR-133a、miR-208a的Ct值均高于正常体检者(P <0.05)。结论 新一代测序筛选在急性心肌梗死患者中的应用价值好,能检出血清外泌体miRNA的差异表达谱,可作为该病早期预测、诊断的生物标志物。

新一代测序技术应用于microRNA检测

MicroRNAs（miRNAs）是一类在进化上高度保守的非编码小分子单链RNA（~22nt）,在基因转录后调控中发挥至关重要的作用。越来越多的证据表明,miRNAs参与很多重要的生理和病理过程,例如发育、器官形成、调亡、细胞增殖、肿瘤发生等。近年来飞速发展的新一代测序技术在miRNA检测方面具有重要的应用。文章简要介绍了新一代测序技术3大平台的基本步骤和原理,测序数据的生物信息学分析方法以及新一代测序技术在miRNA方向的主要应用。相比于传统的miRNA检测方法,新一代测序技术具有通量高、对遗传物质检测完全且准确度高,可重复性好等优点,在探索新miRNA、miRNA互补链、miRNA编辑、miRNA异构体检测以及miRNA靶基因检测等方面具有巨大优势。随着新一代测序技术的不断发展,测序成本不断降低,在未来几年,新一代测序技术的使用率或将大大增加。新一代测序技术的不断应用将进一步促进人类对于miRNA在各种生理病理过程中的功能和调控的认识。

新一代测序技术在抗癌药物精准治疗中的研究现状

新一代测序技术的迅猛发展为个性化医学提供前所未有的潜力,生物医学和癌症基因组学在大数据时代也随之发生巨大的变革。随着生物科学技术和计算机处理数据能力的不断提高,高通量测序在多组学生物数据的获取和挖掘中发挥了关键作用。如今,它已经成为了生物学家进行科学研究不可或缺的工具,并在抗癌药物精准治疗领域做出了重要贡献。该文将针对不同测序方法在抗癌药物精准治疗中的作用进行阐述,探讨新一代测序技术在其中的指导意义。