Охват (или глубина) при секвенировании ДНК - это количество уникальных считываний, которые включают данный нуклеотид в реконструированную последовательность. [1] [2] Глубокое секвенирование относится к общей концепции стремления к большому количеству уникальных считываний каждой области последовательности. [3]
Обоснование
Несмотря на то, что точность секвенирования для каждого отдельного нуклеотида очень высока, очень большое количество нуклеотидов в геноме означает, что, если отдельный геном секвенируется только один раз, будет значительное количество ошибок секвенирования. Более того, многие позиции в геноме содержат редкие однонуклеотидные полиморфизмы (SNP). Следовательно, чтобы различать ошибки секвенирования и истинные SNP, необходимо еще больше повысить точность секвенирования, секвенируя отдельные геномы большое количество раз.
Сверхглубокое секвенирование
Термин «сверхглубокий» иногда может также относиться к более высокому охвату (> 100-кратному), что позволяет обнаруживать варианты последовательностей в смешанных популяциях. [4] [5] [6] В крайнем случае, подходы к секвенированию с исправлением ошибок, такие как секвенирование с максимальной глубиной, могут сделать так, чтобы охват заданной области приближался к пропускной способности машины секвенирования, позволяя охват> 10 ^ 8. [7]
Секвенирование транскриптома
Глубокое секвенирование транскриптомов , также известное как RNA-Seq , обеспечивает как последовательность, так и частоту молекул РНК, которые присутствуют в любой конкретный момент времени в конкретном типе клеток, ткани или органе. [8] Подсчет количества мРНК, кодируемых отдельными генами, дает показатель потенциала кодирования белков, который является основным фактором фенотипа . [9] Совершенствование методов секвенирования РНК - активная область исследований как экспериментальных, так и вычислительных методов. [10]
Расчет
Среднее покрытие для всего генома можно рассчитать, исходя из длины исходного генома ( G ), количества чтений ( N ) и средней длины чтения ( L ) как. Например, гипотетический геном с 2000 пар оснований, реконструированный из 8 считываний со средней длиной 500 нуклеотидов, будет иметь двукратную избыточность. Этот параметр также позволяет оценить другие величины, такие как процент генома, охваченного считыванием (иногда также называемый широтой охвата). Желателен высокий охват в секвенировании дробовика, поскольку он может устранить ошибки при вызове базы и сборке. Теория секвенирования ДНК рассматривает отношения таких величин. [2]
Физическое покрытие
Иногда различают покрытие последовательности и физическое покрытие . Где покрытие последовательности - это среднее количество раз, когда база читается, физическое покрытие - это среднее количество раз, когда база читается или охватывается сопряженными парными чтениями. [2] [11] [12]
Рекомендации
- ^ «Секвенирование покрытия» . illumina.com . Иллюминационное образование . Проверено 8 октября 2020 .
- ^ а б в Симс, Дэвид; Садбери, Ян; Илотт, Николас Э .; Хегер, Андреас; Понтинг, Крис П. (2014). «Глубина секвенирования и охват: ключевые аспекты геномного анализа». Природа Обзоры Генетики . 15 (2): 121–132. DOI : 10.1038 / nrg3642 . PMID 24434847 .
- ^ Мардис, Элейн Р. (01.09.2008). «Методы секвенирования ДНК следующего поколения». Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 9 (1): 387–402. DOI : 10.1146 / annurev.genom.9.081307.164359 . ISSN 1527-8204 . PMID 18576944 .
- ^ Аджай С.С., Паркер СК, Абаан Х.О., Фахардо К.В., Маргулис Э.Х. (сентябрь 2011 г.). «Точное и всестороннее секвенирование личных геномов» . Genome Res . 21 (9): 1498–505. DOI : 10.1101 / gr.123638.111 . PMC 3166834 . PMID 21771779 .
- ^ Миребрахим, Хамид; Близко, Тимоти Дж .; Лонарди, Стефано (15.06.2015). «De novo мета-сборка данных сверхглубокого секвенирования» . Биоинформатика . 31 (12): i9 – i16. DOI : 10.1093 / биоинформатики / btv226 . ISSN 1367-4803 . PMC 4765875 . PMID 26072514 .
- ^ Беренвинкель, Нико ; Загорди, Освальдо (01.11.2011). «Сверхглубокое секвенирование для анализа вирусных популяций». Текущее мнение в вирусологии . 1 (5): 413–418. DOI : 10.1016 / j.coviro.2011.07.008 . PMID 22440844 .
- ^ Jee, J .; Расули, А .; Шамовский, И .; Akivis, Y .; Steinman, S .; Мишра, Б .; Нудлер, Э. (2016). «Скорость и механизмы бактериального мутагенеза при максимальной глубине секвенирования» . Природа . 534 (7609): 693–696. Bibcode : 2016Natur.534..693J . DOI : 10.1038 / nature18313 . PMC 4940094 . PMID 27338792 .
- ^ Мэлоун, Джон Х .; Оливер, Брайан (01.01.2011). «Микроматрицы, глубокое секвенирование и истинная мера транскриптома» . BMC Biology . 9 : 34. DOI : 10.1186 / 1741-7007-9-34 . ISSN 1741-7007 . PMC 3104486 . PMID 21627854 .
- ^ Хэмптон М., Мелвин Р.Г., Кендалл А.Х., Киркпатрик Б.Р., Петерсон Н., Эндрюс М.Т. (2011). «Глубокое секвенирование транскриптома выявляет сезонные адаптивные механизмы у спящих млекопитающих» . PLOS ONE . 6 (10): e27021. Bibcode : 2011PLoSO ... 627021H . DOI : 10.1371 / journal.pone.0027021 . PMC 3203946 . PMID 22046435 .
- ^ Heyer EE, Ozadam H, Ricci EP, Cenik C, Moore MJ (2015). «Оптимизированный метод без набора для создания библиотек глубокого секвенирования, специфичных для цепей, из фрагментов РНК» . Nucleic Acids Res . 43 (1): e2. DOI : 10.1093 / NAR / gku1235 . PMC 4288154 . PMID 25505164 .
- ^ Мейерсон, М .; Габриэль, S .; Гетц, Г. (2010). «Достижения в понимании геномов рака посредством секвенирования второго поколения». Природа Обзоры Генетики . 11 (10): 685–696. DOI : 10.1038 / nrg2841 . PMID 20847746 .
- ^ Экблом, Роберт; Вольф, Йохен Б.В. (2014). «Полевое руководство по секвенированию, сборке и аннотации всего генома» . Эволюционные приложения . 7 (9): 1026–42. DOI : 10.1111 / eva.12178 . PMC 4231593 . PMID 25553065 .