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Agilent、Illumina及Nimblegen的外显子DNA测序平台各有优劣

2011/11/30 来源:生物通
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导读
如今有多家公司推出了外显子组捕获试剂,包括罗氏NimbleGen、安捷伦、Illumina,还有最近的华大基因。这些方法究竟孰优孰劣,斯坦福大学医学院遗传学系的研究人员对市场上三个主流的外显子组测序平台进行了比较。该研究结果发表在Nature Biotechnology上。

罗氏NimbleGen

外显子组测序(exome-seq)是对定向富集的基因组DNA进行高通量测序,它能够以相对低的费用对人类外显子组进行拷问。2009年,外显子组捕获工具的出现,让外显子组测序这种技术迅速红起来。到目前为止,已有超过1万个外显子组被测序。这一技术能协助确定单基因疾病以及一些遗传异质性疾病的分子缺陷,鉴定各种癌症中反复突变的基因,并为人类进化和群体遗传学提出新见解。

如今有多家公司推出了外显子组捕获试剂,包括罗氏NimbleGen、安捷伦、Illumina,还有最近的华大基因。这些方法究竟孰优孰劣,斯坦福大学医学院遗传学系的研究人员对市场上三个主流的外显子组测序平台进行了比较。该研究结果发表在Nature Biotechnology上。

研究人员利用安捷伦、Illumina和NimbleGen的外显子组测序平台对同一个人类血液样品进行分析。他们的结果表明,NimbleGen平台作为唯一一个使用高密度重叠探针的平台,尽管覆盖了较少的基因组区域,但在灵敏检测小的变异时所需的测序量也最少。在同样获得80M测序数据的情况下,NimbleGen有97%的目标序列达到10x以上的测序深度,而其他产品只有90%。而安捷伦和Illumina的探针能够在低密度下捕获更多数量的变异。此外,Illumina还捕获了未翻译的区域,这是NimbleGen和安捷伦平台无法靶定的。

研究人员还比较了同一样品的外显子组测序和全基因组测序(WGS),显示外显子组测序能够检测到WGS错过的小变异。

除了文中提到了三个主流平台,外显子组捕获方面的新产品也在不断推出,研究人员的选择也将更广泛。罗氏NimbleGen即将推出新一代的外显子液相捕获产品。这一新产品将可捕获64M的基因组序列,包括所有外显子以及miRNA,它含与其他NimbleGen液相捕获产品相同的2.1M高密度探针,以确保高效、均一、特异、全面的定向捕获,将成为市场覆盖面最广的序列捕获产品之一。

最近,华大基因(BGI)也宣布推出其最新研究的All-in-One序列捕获技术。相比于流行的外显子组捕获测序,该技术创新性地把人类群体特异性的SNP和MHC全部区域与外显子序列整合在一起,集成了传统基因分型芯片和外显子捕获的两种技术优势。据介绍,该技术在成本和技术都优于外显子测序。

 

Performance comparison of exome DNA sequencing technologies

Michael J Clark, Rui Chen, Hugo Y K Lam, Konrad J Karczewski, Rong Chen, Ghia Euskirchen, Atul J Butte, Michael Snyder

Whole exome sequencing by high-throughput sequencing of target-enriched genomic DNA (exome-seq) has become common in basic and translational research as a means of interrogating the interpretable part of the human genome at relatively low cost. We present a comparison of three major commercial exome sequencing platforms from Agilent, Illumina and Nimblegen applied to the same human blood sample. Our results suggest that the Nimblegen platform, which is the only one to use high-density overlapping baits, covers fewer genomic regions than the other platforms but requires the least amount of sequencing to sensitively detect small variants. Agilent and Illumina are able to detect a greater total number of variants with additional sequencing. Illumina captures untranslated regions, which are not targeted by the Nimblegen and Agilent platforms. We also compare exome sequencing and whole genome sequencing (WGS) of the same sample, demonstrating that exome sequencing can detect additional small variants missed by WGS.

文献链接:http://www.nature.com/nbt/journal/v29/n10/full/nbt.1975.html

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