三代测序入门
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共有的特点:
10X Genomics,是常规Illumina二代测序的升级版,由于开发出了一套巧妙的Barcoding建库方案,使得Illumina这种短读长二代测序能够得到跨度在30-100Kb的linked reads信息,与二代测序数据相结合,在Scaffold的组装上能够得到媲美三代测序的组装结果
其GC偏好性如何?
10X Genomics技术相对于Illumina来说,有改进,但依旧是个拱形,而PacBio则是无偏倚的均一分布。10X的技术,其Coverage一样是受GC含量影响较大的,那么如果真要应用10X技术,那么必须注意目标DNA的GC含量分布最好能控制在30~70%。
真正的单分子测序(Helicos True Single Molecule Sequencing)
待测DNA 被随机打断成小片段,在每个小片段( 200bp)的末端加上poly-dA,并于玻璃芯片上随机固定多个 poly-dT 引物,其末端皆带有荧光标记,以利于精确定位。
首先,将小片段 DNA 模板与检测芯片上的poly-dT 引物进行杂交并精确定位,然后逐一加入荧光标记的末端终止子。这个终止子与 Illumina 的终止子可不一样,不是四色的,是单色的,也就是说所有终止子都标有同一种染料。
在掺入了单个荧光标记的核苷酸后,洗涤,单色成像,之后切开荧光染料和抑制基团,洗涤,加帽,允许下一个核苷酸的掺入。通过掺入、检测和切除的反复循环,即可实时读取大量序列。最后以软件系统辅助,可分析出完整的核酸序列。
缺点 :Heliscope 在面对同聚物时也会遇到一些困难,但可以通过二次测序提高准确度;由于在合成中可能掺有未标记的碱基,因此其最主要的错误来源是缺失。
PacBio SMRT(single molecule real time sequencing)技术也应用了边合成边测序的思想,并以SMRT 芯片为测序载体。
基本原理是:DNA 聚合酶和模板结合,4 色荧光标记4 种碱基(即是dNTP),在碱基配对阶段,不同碱基的加入,会发出不同光,根据光的波长与峰值可判断进入的碱基类型。
DNA 聚合酶是实现超长读长的关键之一,读长主要跟酶的活性保持有关,它主要受激光对其造成的损伤所影响。
PacBio SMRT 技术的一个关键是怎样 将反应信号与周围游离碱基的强大荧光背景区别出来 :
优缺点:
该技术的关键之一是,它们设计了一种特殊的纳米孔,孔内共价结合有分子接头。当DNA 碱基通过纳米孔时,它们使电荷发生变化,从而短暂地影响流过纳米孔的电流强度(每种碱基所影响的电流变化幅度是不同的),灵敏的电子设备检测到这些变化从而鉴定所通过的碱基。
测序原理:
特点:
Nanopore 测序仪 MinION 的一些特征:
ONT公司目前推出的几款测序仪:
在analysis文件夹中,下机的数据被分割为三个文件进行存储
数据的命名:
Pacbio 数据的文库模型是两端加接头的哑铃型结构,测序时会环绕着文库进行持续的进行,由此得到的测序片段称为 polymerase reads ,即一条含接头的测序序列,其长度由反应酶的活性和上机时间决定。目前,采用最新的 P6-C4 酶,最长的读长可达到 60kb 以上。
polymerase reads 是需要进行一定的处理才能获得用于后续分析的。这个过程首先是去除低质量序列和接头序列:
处理后得到的序列称为 subreads ,根据不同文库的插入片段长度,subreads 的类型也有所不同。
对长插入片段文库的测序基本是少于2 passes的(pass即环绕测序的次数),得到的reads也称为 Continuous Long Reads (CLR) ,这样的reads测序错误率等同于原始的测序错误率。
而对于全长转录组或全长16s测序,构建的文库插入片段较短,测序会产生多个passes,这时会对多个reads进行一致性校正,得到一个唯一的read,也称为 Circular Consensus Sequencing(CCS)Reads ,这样的reads测序准确率会有显著的提升。
不同于二代测序的碱基质量标准Q20/Q30,三代测序由于其随机分布的碱基错误率,其单碱基的准确性不能直接用于衡量数据质量。那么,怎么判断三代测序的数据好不好呢?
需要关注的是两个比例:
目前采用的组装策略:
这四种组装策略并不是完全孤立的,在一个组装任务的不同阶段会用到不同的方法
不同的组装策略可以选用的工具:
基因组的组装问题,实际上就是从序列得到的图中搜寻遍历路径的问题,有两种构建图的方法:
可以看到,随着reads长度的增加,基于OLC算法的组装工具组装出的contigs的长度几乎在线性增长,而基于de Bruijn图算法的组装效果并没有随着reads长度的增加而提高
三代单分子测序会产生较高的随机错误,平均正确率在82.1%-84.6%。这么高的错误率显然不能直接用于后续的分析,需要进行错误校正:
校正过程中会将short reads未覆盖到的Gap进行裁剪,short reads在PacBio long reads上的覆盖情况:
这样做的其中一个考虑是去除adapter
那么是什么原因导致了低覆盖度区域的产生的呢?
Base-calling做的就是从测序仪输出的电流信号波形图中将碱基解码 (decoding) 出来
第一步就是就是对波形图进行分段 (segmentation),即检测每个current shift的边界,这一步由ONT公司提供的 MinKNOW 完成,但是分段基于的假设是ssDNA分子匀速穿过nanopores,但是由于ssDNA穿过nanopore的速度很快,很容易产生一两个碱基的速度差异,这样就容易在decoding时造成insert和delete
接着就基于current shift进行base calling,ONT公司提供的base caller为Metrichor,其底层算法基于HMM,将可能的k-tuple(由k个碱基组成的序列)作为隐藏状态,将current signals作为观测状态。ONT公司最新开发出的Metrichor用RNN取代了HMM,并将其整合到其开发出的新的生物信息数据分析平台EPI2ME中
随后,科研圈又开发出了开源的base calling工具,Nanocall 和 DeepNano。
ONT后来又在github上开源了一个RNN base-caller —— Nanonet
测序时,测序仪 MinION 连接上主机,安装在主机上的软件 MinKNOW 控制测序仪,对于每条reads,其 signal segmentation 结果(包括segment mean, variance and duration)以及测序过程中的 metadata 会被保存成FAST5格式的二进制文件(基于 HDF5标准 的变种)。
保存在FAST5文件中的原始数据会经过云端的Metrichor的处理,产生的解码的序列会被保存在另外的以 .FAST5 为后缀的HDF5文件中,包含一条template read和一条complement read或只有一条 2D read 。
MAP (MinION Access Programme) community 开发出的用于处理FAST5文件的工具,它们均能从FAST5文件中解析出FASTA/FASTQ文件,除此之外还有各自特色的质量统计功能:
参考资料:
(1) 生物技能树论坛:PacBio sequence error correction amd assemble via pacBioToCA
(2) 天津医科大学,伊现富《系统生物学-chapter2》
(3) Nanopore 第四代测序技术简介
(4) Magi A, Semeraro R, Mingrino A, et al. Nanopore sequencing data analysis: state of the art, applications and challenges.[J]. Briefings in Bioinformatics, 2017.
(5) 细节曝光!Oxford Nanopore真机还原,听听圈内人怎么说
(6) 三代测序--QC篇
(7) PacBio Training: Large Genome Assembly with PacBio Long Reads
(8) Koren S, Schatz M C, Walenz B P, et al. Hybrid error correction and de novo assembly of single-molecule sequencing reads[J]. Nature Biotechnology, 2012, 30(7):693-700.
(9) 冷泉港ppt:Hybrid De Novo Assembly of Eukaryo6c Genomes
(10) Leggett R M, Darren H, Mario C, et al. NanoOK: multi-reference alignment analysis of nanopore sequencing data, quality and error profiles[J]. Bioinformatics, 2016, 32(1):142-144.
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noc是什么意思 noc的意思
1、lol中的noc是指英雄永恒梦魇魔腾。
2、因为永恒梦魇魔腾的英文名称为“Nocturne”,而外国玩家们喜欢用英文首字母缩写来代表英雄所以noc就是指梦魇这个英雄。
3、梦魇是一个天生的打野英雄,清野效率很高。在初期,梦魇的威慑力并不强,但Q的加速和E的恐惧也让梦魇有一个不错的GANK能力。梦魇的大招使他可以无视保护眼,从各种诡异的地形突进在敌方脸上。配合己方的控制技能,拿下人头并不是难事。这也是梦魇最让人着迷的地方。
联通小卡换nano卡怎么更换
联通小卡换nano卡的方法及步骤:
1、进去网上营业厅或手机营业厅点击“免费领取”。
2、输入号码、验证码进行校验,后续流程按页面指引进行操作。
温馨提示:领取成功后,将在7个工作日内免费邮寄新卡给您,请保持手机畅通。新卡邮寄仅支持号码归属地省内配送。
这个是什么品牌 哪个国家品牌
品牌名称:inoc/伊诺克
国家:日本
生产厂家:伊诺克(常州)不锈钢制品有限公司
伊诺克(常州)不锈钢制品有限公司由伊诺克株式会社(总公司/大阪市 董事长 伊东成芳)与岩谷产业株式会社共同投资,以制造和销售不锈钢管件产品为目标,于2004年2月在江苏省常州市设立,并于2005年5月19日正式开业,不断向日本和中国市场提供不锈钢管配件、卫生级产品和工程预制管道等产品。