本文介紹三種常見的用于高通量測序(NGS)的DNA文庫構(gòu)建方法:接頭連接建庫,轉(zhuǎn)座酶建庫,PCR擴(kuò)增子建庫。
連接接頭建庫是目前市場上應(yīng)用比較廣泛的技術(shù),其建庫方式已經(jīng)很成熟。
基本過程是:首先通過物理打斷或酶切打斷的方式將提取好的基因組DNA片段化,片段化后的DNA末端需要進(jìn)行補(bǔ)平修復(fù)和加A,再在DNA連接酶的作用下,再連接上接頭,最后通過PCR擴(kuò)增,中間再穿插著純化/分選步驟就完成了文庫的構(gòu)建。
優(yōu)點(diǎn):末修連接法建庫可以有效保留樣本幾乎所有基因組信息,非常有利于未知拷貝數(shù)和基因組變異的檢測,是全基因組測序和外顯子測序的主要建庫手段。
缺點(diǎn):建庫過程中步驟相對較多,中間還穿插了多次的磁珠純化,繁瑣步驟容易造成誤差。
1.轉(zhuǎn)座子用于測序文庫構(gòu)建時(shí),將DNA片段化、末端修復(fù)、接頭連接等多步反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?步反應(yīng),極大縮短建庫時(shí)間,提高工作效率。
1.對DNA的純度和DNA濃度準(zhǔn)確性要求較高,否則會(huì)影響打斷的效果。
PCR擴(kuò)增子建庫流程
優(yōu)點(diǎn):
1.PCR擴(kuò)增子建庫通過定制引物Panel完成文庫構(gòu)建。PCR擴(kuò)增子建庫方法具有臨床應(yīng)用性,可以針對疾病目標(biāo)基因進(jìn)行捕獲,提高目標(biāo)基因檢測的覆蓋度和測序深度,解釋臨床結(jié)果。
2.PCR擴(kuò)增子方法建庫可以通過單次測序反應(yīng)檢測更多患者樣本,大大減少后期生信分析的任務(wù),獲得的數(shù)據(jù)更易于儲存和管理。
缺點(diǎn):
1.PCR擴(kuò)增子建庫應(yīng)用于全外顯子或全基因組建庫時(shí),由于設(shè)計(jì)出的引物不能完全擴(kuò)增出所有的待測片段會(huì)導(dǎo)致最終的文庫覆蓋率較低。
2.當(dāng)擴(kuò)增子之間有重疊時(shí),為了避免重疊部分產(chǎn)生的短擴(kuò)增子的優(yōu)勢擴(kuò)增的影響,需要有兩個(gè)或多個(gè)引物池,這樣就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)流程復(fù)雜且增加成本。
3.應(yīng)用在mNGS檢測上,需要對致病菌有提前的預(yù)判,也違背了mNGS檢測無偏倚性的初衷,同時(shí)如果引物Panel設(shè)計(jì)的不夠全面,容易出現(xiàn)漏檢的情況。
4.多重PCR反應(yīng)中容易出現(xiàn)引物二聚體的積累,引物二聚體的擴(kuò)增會(huì)大量消耗引物本身和體系中其他的原料,甚至有抑制所需DNA序列擴(kuò)增的效果。
東盛生物建庫試劑盒工作流程圖