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MGISEQ平臺靶向捕獲測序全策略

昨日,納昂達科技和華大智造在“2018測序技術和應用高峰論壇”上簽署戰略合作協議。雙方將合作開發基于MGI測序平臺的文庫構建和靶向捕獲方案,共同開發與推廣以國產測序設備為核心的基因檢測的全新產業環境。

圖1. NanoPrep? 靶向捕獲測序整體解決方案。

納昂達科技依托在NGS領域深耕多年的經驗,推出NanoPrep? DNA文庫構建試劑盒(for MGI)*,可應用1 ng~1 μg起始樣本量的全基因組測序,同時完美適配以全外顯子測序為代表的靶向捕獲測序。


* 以下簡稱 NanoPrep? DNA for MGI


圖2. NanoPrep? DNA for MGI 產品特點

本文將簡要介紹NanoPrep? 系列MGISEQ靶向測序表現。

簡約操作,從容實驗

NanoPrep? DNA for MGI基于A-T連接原理,操作簡單,全流程<3 h小時(圖3),配套支持4 h快速雜交的靶向捕獲方案,您可以在一天之內從容完成“建庫+捕獲”全流程。


圖3. NanoPrep? DNA for MGI建庫流程。

低量起始,均一高效

NanoPrep? DNA for MGI支持低至1 ng起始量的文庫構建,如圖4 所示,在1 ng~500 ng 梯度Input DNA下,2X PCR HiFi Master Mix組分高擴增效率的特點可以實現以較少的循環數達到>1,000 ng的文庫產量,滿足后續進行全基因組測序或靶向捕獲測序的需求。


圖4. NanoPrep? DNA for MGI不同gDNA起始量文庫產出。

除了建庫高效,優秀的文庫需更好的還原原始樣本,這要求建庫擴增模塊的“高保真”。2X PCR HiFi Master Mix即是文庫“雙低”的保證—“低擴增錯誤率,低GC偏好性”。

這在GC含量變化較大的植物、微生物樣品的文庫制備中尤為重要。如圖5所示,在大腸桿菌(GC%=51)、衣藻(GC%=62)中,文庫構建覆蓋均一。


圖5. NanoPrep? DNA for MGI對不同GC含量基因組建庫的偏好分析

全外捕獲,穩定均一

全外顯子測序作為最常規的靶向捕獲,僅對人基因組2%的區域測序,可覆蓋大多數基因的編碼序列。隨著,MGISEQ-T7這類的“超級生命計算機”的推出,WES在基礎研究、遺傳病篩查、腫瘤分子診斷、免疫治療等領域被越來越廣泛應用。

NanoPrep? 外顯子捕獲文庫,表現穩定,可重復性高。同一個樣本兩次建庫、分別進行1-Plex(500 ng)及12-Plex(6 μg)的全外捕獲,覆蓋深度高度一致(圖6 A)。通過不同GC含量探針對目標區域覆蓋的變異系數(Coefficiency of variation,CV)來評估覆蓋均一性,1-Plex(CV=0.61)和12-Plex(CV=0.55)無顯著差異(圖6 B)。

這是 NanoPrep? DNA for MGI、外顯子捕獲Panel*和MGISEQ測序平臺,三個環節試劑與儀器穩定、優秀的表現。


圖6. NanoPrep? 外顯子捕獲文庫的重復性。

MGISEQ平臺依舊支持外顯子的混合捕獲。如圖7所示,分別在兩個測序平臺進行12-Plex的外顯子混合捕獲。MGISEQ-2000在捕獲效率(圖7.A)和覆蓋均一性(圖7.B)與HiSeq X上測序表現無明顯差異

圖7. NanoPrep? 外顯子捕獲文庫表現。MGISEQ-2000;Illumina HiSeq X

值得一提的是MGISEQ平臺采用獨特的DNA納米球技術,基于滾環復制在測序時進行擴增,這種線性擴增可以避免常規PCR帶來的錯誤累積,并且維持了更低的重復率(圖8)。

圖8. NanoPrep? 外顯子捕獲重復率低。MGISEQ-2000;Illumina HiSeq X

* Exome Panel is strengthened by IDT

Super助力,高效捕獲

若要達到高捕獲效率,文庫的混合、封阻序列的使用、整體流程的控溫、M-270磁珠的操作、捕獲后PCR擴增等每一步都很重要。對于捕獲部分的梳理,我們在《外顯子捕獲那些事—下篇》)有詳細敘述。

在整體捕獲方案中,我們也推出了NanoPrep? Super Blockers。該產品是適用于MGI平臺的通用封阻序列,可高效封閉多種MGI平臺單端10 nt Index,降低接頭間的非特異性結合,提高中靶率,增加富集深度。如圖9所示,在不同大小Panel的捕獲中,均能高效封閉,達到較高的捕獲效率。


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

Panel “大” 時代,不止于 WES

10月發布的的非小細胞肺癌NCCN 2019第一版指南中將腫瘤突變負荷(Tumor Mutation Burden, TMB)寫入指南,作為Emerging Biomarker篩選適合免疫治療的患者。除了全基因組測序和WES,以特定基因的大Panel以相比上述兩種方法更低的測序成本和周期,風頭正盛。

NanoPrep? DNA for MGI建庫試劑搭配泛癌捕獲Panel在gDNA上同樣也有出色的捕獲表現。如圖10所示,1-Plex和5-Plex不同混雜水平下,均有出色的捕獲表現


圖10. NanoPrep? 泛癌捕獲文庫表現。A.捕獲效率高;B. 對不同GC區域覆蓋均一。 MGISEQ-2000;Illumina Hiseq X

在相同的起始量和實驗條件下我們對標準品HD798利用泛癌捕獲Panel進行了突變頻率檢驗,檢測精度比肩Vendor K與Vendor S。


圖11. NanoPrep? 泛癌捕獲文庫對HD798標準品突變頻率檢測精度高。

除上述MGISEQ靶向捕獲測序相關數據外,后續我們將陸續公布更多靶向測序數據,如mtDNAPanel,HLA Panel和NanoID Panel。敬請大家持續關注我們相關推送。

測序江湖,門派紛爭,國之重器,逐鹿中原。隨著MGISEQ的測序儀通量、質量的節節攀升,測序市場的國產化勢如破竹的攻下一城又一城,作為首批MGISEQ的試劑提供商,后續納昂達科技將與華大智造一起開拓共同譜寫中國市場靶向捕獲的新篇章。


產品介紹



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