SARS-CoV-2 在人类群体中的复制由突变体的分布来定义,这些突变体在受感染宿主中以不同的频率存在,并且可以通过超深度测序技术检测到。在本研究中,我们检查了来自疫苗突破患者的 5 个鼻咽分离株的刺突编码 (S 编码) 区域的扩增子的 SARS-CoV-2 突变谱。有趣的是,所有患者都感染了 Alpha 变体,但在常驻病毒的突变谱中存在与 Delta Plus、Iota 和 Omicron 变体相对应的氨基酸替换。对来自疫苗突破患者的 SARS-CoV-2 进行深度测序分析揭示了丰富的突变类型库,并且还可以识别出可以代表流行病学显性变体的耐受替换。
1. Illumina 测序: • 原理:使用可逆终止子进行合成测序。 • 主要特点:高准确度、短读长、高通量和成本效益。 应用:全基因组测序、外显子组测序、RNA 测序等。 2. Ion Torrent 测序: 原理:检测 DNA 合成过程中释放的氢离子。 主要特点:速度快、适合靶向测序和台式仪器。 应用:靶向测序,包括癌症面板和扩增子测序。 3. PacBio 测序(SMRT 测序): • 原理:在合成过程中实时观察 DNA 聚合酶。 • 主要特点:长读长、能够捕获结构变异。 • 应用:从头基因组组装、全长 RNA 测序和表观遗传学研究。
所有样本中都包含分析,并且提供了RAW HIFI读取数据,以供客户更喜欢进行自己的分析。PACBIO HIFI全长16S数据使用QIIME2和DADA2进行质量过滤,并“将”“变形”到高质量扩增子单个变体(ASV)。ASV分类采用两种方法:针对基因组分类学数据库(GTDB R207)的共识一致性分类(使用VSEARZERCH)高一致性,以及使用三个数据库的基于贝叶斯的基于机器学习的分类(DADA2),使用三个数据库:GTDB R207,SILVA R207,SILVA RRNA DATABASE(v138)由核糖体数据库项目(RDP)补充,以更好地分类低充足的ASV。
正在申请专利的 ExpressPlex 2.0 文库制备试剂盒采用方便的 384 孔 PCR 板配置,可用于高通量多重文库制备。此升级版 ExpressPlex 使用 seqWell 的高性能 TnX ™ 转座酶,该转座酶专为 NGS 文库制备而设计。扩增子 (>350 bp) 和质粒 DNA 是适合该试剂盒的标准输入。附录 E 重点介绍了可以针对小型微生物全基因组测序进行的修改。ExpressPlex 文库与 Illumina MiSeq ™ 、NextSeq ™ 、iSeq ™ 和 NovaSeq ™ 测序平台兼容。每个 ExpressPlex 2.0 - 384 孔试剂盒都包含足够的试剂,可从 384 或 1,536 个单独的 DNA 样本制备与 Illumina 兼容的文库。每个库的标准制备量为 384 个样本,每个试剂盒最多 1,536 个样本。有四种不同的试剂盒可用于从 1,536 个样本中制备文库,在一次测序运行中可加载总共 6,144 种条形码组合。这种多重文库制备程序针对每 8 µl 反应 0.5 - 20 ng 质粒或扩增子 DNA 的输入进行了优化,通常可生成 400 – 1,200 bp 的文库片段长度。文库片段长度取决于 DNA 的质量和所用的磁珠清理率。使用 ExpressPlex 文库制备试剂盒的主要优势和好处是简化的一步式多重文库制备工作流程,可在 40 倍的 DNA 输入浓度范围内自动标准化每个样本的读取输出,同时最大限度地减少人工和耗材成本。使用 ExpressPlex 2.0 – 384 孔试剂盒,可在 120 分钟内制备 384 重文库以进行文库 QC 和测序,手动操作时间不到 30 分钟。
DNA甲基化的异常变化与癌变的早期阶段有关。确定循环肿瘤DNA(CTDNA)中这些表观遗传变化可以揭示潜在的生物标志物来早期诊断各种癌症。然而,分析此类数据会带来生物信息学挑战,因为在检测活检样本中低丰度的CTDNA信号方面缺乏灵敏度,这些ctDNA信号通常被包含数百个目标区域的库的复杂性所淹没。读取水平的甲基化分析有望由于稀有信号的广泛覆盖范围和高灵敏度,因此有望进行更深入的DNA甲基化检测。但是,由于缺乏能够生成适合基准科学家和专业生物信息学家的可解释报告的标准化工作流的缺乏,这种方法受到了阻碍。在这里,我们提出了一个生物信息学工作流,该工作流程检查下一代测序(NGS)数据并表征扩增子的读取级甲基化模式。与当前可用的其他工具相比,我们的方法旨在与高型,大规模的目标测定法一起使用。它有效地消除了从测序副产品(例如False CpG调用,二聚体和脱靶比对)得出的不希望的噪声。此外,为了容纳最新的NGS平台生成的大量数据,该工作流程可以并行处理与基于云的基于云和本地计算资源兼容的样品。此工作流程提供了DNA甲基化模式的全面可视化,并报告了读取水平的甲基化在“模式为a-a-a-a-feature”表中。在此表中,每个样品的扩增子层型单倍型(图案)的出现表示为“特征列”,并与实验中发现的所有模式一起汇总。这些读取级别的模式以及其他信息可用于开发机器学习算法,以重复收获真正的预测特征,并在预测癌症诊断时惩罚混淆信号。
EnGen 突变检测试剂盒提供用于检测靶向基因组编辑事件的试剂。第一步,使用 Q5 Hot Start High-Fidelity 2X Master Mix 扩增基因组被靶向的细胞(即 CRISPR/Cas9、TALEN、锌指核酸酶)的目标区域。变性和重新退火后,当扩增子池中存在插入和缺失 (indel) 突变时,会形成异源双链。第二步,退火的 PCR 产物用 EnGen T7 核酸内切酶 I 消化,这是一种结构特异性酶,可识别大于 1 个碱基的错配。当存在错配时,DNA 的两条链都会被切断,从而形成较小的片段。对所得片段的分析可以估计基因组编辑实验的效率。
特征选择、层次聚类和差异表达分析确定了细胞类型标记基因。将其他感兴趣的目标与细胞类型标记列表相结合,得到总共 500 个基因。BD WTA-to- poly( A ) 流程选择了基因列表的主要转录本变体,并创建了终止于 poly( A ) 位点的转录本最后 1,000 个碱基的 FASTA 文件。FASTA 文件输入到 BD Genomics Resource 上的引物设计工具中。引物设计流程通过评估各种因素(例如熔化温度、扩增子长度、引物兼容性和目标特异性)输出一组引物。由此产生的定制 500 基因面板包含细胞类型标记和与肾脏生理学和器官重塑有关的感兴趣的基因的组合。
结果:从怀孕生殖道(污染控制)的外表面培养了87种独特的细菌,并从妊娠组织培养的12种细菌物种。10头牛中有6个(60%)在怀孕子宫内的至少一个位置表现出细菌生长。对于元学结果(16S rRNA基因测序),鉴定出低靶向微生物生物量。对检测到的扩增子序列变体(ASV)的分析表明,有:(1)属在外表面和怀孕子宫内都普遍存在; (2)在外表面上盛行但未检测到的属,或者在怀孕子宫内未被检测到非常低的患病率; (3)未检测到的属或在外表面患病率较低但在怀孕子宫内的患病率相对较高。
图 1. APPEAL 克隆。A、从载体 pYJA5 中去除氨苄青霉素抗性基因 (AmpR)。sgRNA1-4 和甲氧苄啶抗性基因 (TmpR) 与三个不同的 PCR 扩增子融合。所有元件均经过 Gibson 组装以形成 4sgRNA-pYJA5 质粒,并用甲氧苄啶筛选转化子。描绘了 4sgRNA-pYJA5 全质粒和 4sgRNA 盒的详细结构。LTR,长末端重复;Ψ,包装信号序列;PB,piggyBac 转座子元件;PuroR,嘌呤霉素抗性元件;hU6、mU6、hH1 和 h7SK 是普遍表达的 RNA 聚合酶 III 启动子;sg,sgRNA。 B、转化大肠杆菌并进行甲氧苄啶筛选后,代表性 pYJA5 限制性片段、3 片段 PCR 和 APPEAL 克隆产物的单菌落 PCR。Bbs I 消化 pYJA5 产生约 1 千碱基 (kb) 的 AmpR 元件条带和约 7.6 kb 的线性化载体条带(左)。使用相应的 sgRNA 引物进行 PCR 后,三个扩增子在琼脂糖凝胶上分别显示预期的 761、360 和 422 bp 大小(中)。使用转化细菌平板中 APPEAL 克隆产物 4sgRNA 盒两侧的引物进行单菌落 PCR 始终产生预期大小(2.2 kb,右)。 C ,8 个具有不同 4sgRNA 序列的独立 APPEAL 实验中正确、重组和突变 4sgRNA 质粒的百分比(每个实验测试 ≥22 个菌落)。D ,四个 APPEAL 实验中正确、重组和突变 4sgRNA 质粒的百分比。每个点代表一个由八个菌落组成的独立生物复制品(n=24;平均值 ± SEM)。E ,高通量格式的 APPEAL 克隆时间线(h:小时;d:天)。