一、测序分析服务概述
测序分析服务在科学研究和医疗等领域具有至关重要的地位和广泛的应用。在科学研究方面,它为生物学、医学、农业等领域的发展提供了强大的技术支持。例如,在生物学领域,基因测序可以帮助科学家了解物种的进化关系,揭示生物的遗传多样性。通过对不同生物的基因组进行测序分析,能够比较它们的基因序列差异,从而推断出物种之间的亲缘关系和进化历程。
在医疗领域,测序分析服务的重要性更是不言而喻。一方面,它在精准医疗中发挥着关键作用。通过基因测序技术准确、快速地找到造成疾病的缺陷基因,能够实现对疾病的精准诊断和个性化治疗。例如,针对唐氏综合征、爱德华氏综合征等基因缺陷病的无创产前基因检测,为家庭带来了福音。另一方面,基因测序技术在肿瘤和癌症的诊疗中也起着至关重要的作用。研究表明,基因测序技术能够更快速、高效、敏感地检测循环游离肿瘤 DNA,精确检测出 BRCA2、TP53、KRAS 等基因的突变,为患者制订个体化的治疗措施。
此外,测序分析服务在农业领域也有着广阔的应用前景。利用植物全基因组测序可以揭示许多植物物种的遗传密码,对研究物种的生长发育、进化起源等重大问题有很大影响。例如油棕榈基因组项目、辣椒基因组项目等的研究,为培育优良品种、提高农作物的产量和品质提供了有力支持。
总之,测序分析服务在科学研究和医疗等领域的广泛应用,为推动各领域的发展和进步做出了重要贡献。
二、主要测序分析方法
(一)微生物多样性绝对定量测序
微生物多样性绝对定量测序是一种基于高通量测序技术的方法,能够揭示特定微生物类群的真实数量变化。其技术原理是设计含有通用引物结合位点的特定外源 spike-in 内标 DNA 并添加至样品 DNA 中进行 16S rDNA 或 ITS 序列扩增、建库、测序,根据测序输出的 OTU/ASV 计算内标 DNA 和环境样本中各菌群的绝对丰度,建立梯度内标 DNA 拷贝数和测序序列数间的线性回归方程,并用于样本序列数矫正,最终得到样本群落组成及其绝对丰度信息。
该方法具有诸多优势。首先,能更准确地估计生物量,提供每个分类单元的具体拷贝数,反映样本中的生物量。其次,增强了数据的可比性,提供具体数值而非比例,使不同实验室、不同时间点的数据更易比较。再者,减少了技术偏倚,可在一定程度上消除 PCR 扩增效率差异导致的偏差。此外,有助于更深入地理解生态系统动态,优化实验设计,还能同时实现绝对和相对定量分析。
在不同领域有广泛应用案例。例如在城市下水道系统研究中,揭示了塑料圈支持高丰度微生物定植的能力,以及环境和聚合物因素对其演替和组装的影响。在沿海盐碱地种植番茄的研究中,探究了不同施肥方案对细菌群落的影响,发现 70% 生物有机肥加 30% 化学肥料组合最优。在荒漠化逆转过程中,也证实了豆科灌木的组合能有效地促进土壤细菌多样性。在山地生态系统研究中,揭示了地理、气候和土壤因子对根区土壤多功能性的驱动作用。
(二)抗体质谱测序
抗体质谱测序服务的技术原理是通过测定分子质量来揭示氨基酸序列。通常包括样品制备、质谱分析和数据解析等步骤。首先进行抗体的裂解和纯化等样品制备操作,接着采用液相色谱串联质谱技术(LC-MS/MS)进行质谱分析,将抗体样品分离成多个肽段并测定其质量,最后通过与数据库比对和数据解析确定抗体的氨基酸序列和修饰信息。
在抗体研究和生物制药领域具有重要性。通过揭示抗体的氨基酸序列,可了解抗体的结构和功能,研究其亲和力、特异性和效价等性质。抗体的修饰信息对于理解药理特性和稳定性至关重要,质谱测序技术能鉴定和定量修饰模式。此外,为抗体的质量控制和药物研发提供重要支持,保证抗体产品的一致性和安全性。
(三)人类基因组测序分析
人类基因组计划中的测序分析方法主要有高通量测序技术、物理和遗传基因图谱以及计算生物学等。高通量测序技术大幅度提高了 DNA 序列的测定效率,如 Illumina 和 ABI 平台等使用高密度芯片测序的技术促进了人类基因组计划的进展。物理基因图谱通过光学显微镜、核磁共振仪等确定基因位置,遗传基因图谱利用家庭研究和连锁分析定位基因。计算生物学则帮助分析 DNA 序列和计算泛基因组学数据。
人类基因组测序分析具有重大意义。在人类基因组的进化和种间差异方面,通过测序可以更好地了解人类的进化历史和种间差异,推算出人类的远古历史和亲缘关系,确定个体与疾病的关联。在基因疾病的诊断和治疗方面,有助于理解遗传病,为预防、诊断和治疗提供更准确的方法。同时为个性化医疗奠定了基础,通过准确识别基因,为每个人提供定制的健康解决方案。此外,推动了生物技术的发展,为生物技术提供了先进的技术和工具。
三、测序分析服务内容
(一)微生物多样性绝对定量测序服务内容
技术路线:首先设计含有通用引物结合位点的特定外源 spike-in 内标 DNA,添加至样品 DNA 中进行 16S rDNA 或 ITS 序列扩增,然后进行建库、测序。根据测序输出的 OTU/ASV 计算内标 DNA 和环境样本中各菌群的绝对丰度,建立梯度内标 DNA 拷贝数和测序序列数间的线性回归方程,最终用于样本序列数矫正,得到样本群落组成及其绝对丰度信息。
产品优势:
更准确的生物量估计,提供每个分类单元的具体拷贝数,反映样本中的生物量。例如,在沿海盐土番茄种植研究中,施肥提供的营养物质使细菌总丰度增加了 3 倍以上,通过绝对定量测序能够准确反映这一变化。
增强数据的可比性,提供具体数值而非比例,使不同实验室、不同时间点的数据更易比较。
减少技术偏倚,可在一定程度上消除 PCR 扩增效率差异导致的偏差。
有助于更深入地理解生态系统动态,如在城市下水道系统研究中,揭示了环境和聚合物因素对塑料圈中微生物演替和组装的影响。
优化实验设计,提高研究的整体效率和成本效益。
同时实现绝对和相对定量分析,一次测序两份结果。
经典文章分析:
在城市下水道系统研究中,采用 16S rRNA 基因扩增子绝对定量高通量测序技术,揭示了塑料圈支持高丰度微生物定植的能力,以及外源底物流量和组成、高氮基线、有氧条件等因素对其的影响。不同聚合物如聚乙烯与聚丙烯对塑料圈多样性的影响存在差异。
在沿海盐碱地种植番茄的研究中,探究了四种不同施肥方案对细菌群落的影响,发现 70% 生物有机肥加 30% 化学肥料组合最优,有利于提高番茄的产量和果实品质,同时施肥导致土壤细菌多样性显著下降,Proteobacteria、Bacteroidetes 和 Firmicutes 等主要门类在微生物群落变化中起主导作用。
在荒漠化逆转过程中,证实了豆科灌木的组合能有效地促进土壤细菌多样性。在山地生态系统研究中,揭示了地理、气候和土壤因子对根区土壤多功能性的驱动作用,通过绝对定量测序技术,将定量微生物组与根区土壤多功能性联系起来,结果更加真实可信。
分析内容:
基本分析包括原始数据质控及评估、lncRNA 表达水平分析、lncRNA 差异表达分析、GO 和 KEGG 富集分析、新 IncRNA 预测等。
高级分析与 mRNA 关联分析(需相关 mRNA 数据)、lncRNA 靶基因预测与 miRNA 关联分析(需相关 miRNA 数据)。
个性化分析可根据客户需求进行定制。
案例展示:通过对造血干细胞转录组进行深度测序,鉴定出了 323 个未注释的 lncRNA,其中一些可能是 HSC 特异性的。敲除掉两个 IncHSCs——IncHSC-1 和 IncHSC-2,对 HSC 自我更新和谱系决定具有不同的影响。表明 lncRNA 在调控造血干细胞功能方面起着重要的作用。
服务流程:客户提出需求后,韦翰斯生物提供方案 / 建议,双方签订合同,然后进行项目实施,完成后提供结题报告并进行售后解答。