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全基因组测序
概述
获取生物体基因组的全面图像
全基因组测序(WGS)的目的是在一次实验中确定生物体的完整DNA序列，包括编码区和非编码区的全面图像。因此，WGS提供了染色体和线粒体DNA的编码区和非编码区以及叶绿体DNA(在植物中)的全面图像。WGS能够检测所有类型的遗传变异，包括单核苷酸多态性(SNPs)、小插入和删除(indels)和结构变异，如易位和拷贝数变异(CNV)。1
1977年，弗雷德·桑格和他的同事对噬菌体ɸX174 (5386 bp)的基因组进行了第一次完全测序。2在随后的14年里，桑格方法被用于测序小基因组，如噬菌体和病毒的基因组(均在50 - 200 kb范围内);以及第一个自由生活有机体的基因组(流感嗜血杆菌，1.8 Mb;在1995年出版3.)．Sanger测序也被用于第一个植物基因组测序(拟南芥，135 Mb;在2000年出版4)和人类基因组的第一稿(发表于2001年)5)．下一代测序技术(NGS)的出现使首个人类癌症基因组测序成为可能(2008年发表)6)．自那以后，NGS技术的不断改进(以及每个碱基成本的降低)使得简单和高度复杂基因组的常规、高通量WGS成为可能。
在其他应用中，WGS研究使我们能够:
- 获得对健康、疾病和祖先的基因组基础的更深入的了解，而不是用靶向测序方法
- 发现生物标志物并理解药物遗传学
- 进行基因组水平的比较分析，以确定同源性，同源性和水平基因转移事件
- 为农业上重要的动植物生成参考基因组，以协助育种
- 支持生态学和保护生物学
- 了解疾病暴发和公共卫生
- 确保食品安全
- 了解抗生素耐药性
- 研究微生物群及其在人类健康和疾病中的作用
全基因组测序样品准备
与所有NGS应用一样，样品准备是WGS工作流程的第一步，是释放每个样品潜力的关键。由于NGS样品非常珍贵，我们需要最好的样品准备方案来成功处理更多的样品，从每个样品中获得更多的信息，并优化测序资源。罗氏公司样品准备的解决方案提供一种集成的样本准备方法，解决了将样本转换为可排序库所需的所有步骤。从样品收集到库量化，我们为不同的样品类型和测序应用提供样品准备解决方案，证明，简单和完整。
WGS的文库构建首先将DNA分割到适当的大小，然后添加平台特定的适配器。无pcr工作流程优先用于WGS，但在输入DNA有限或质量较差的情况下，需要进行文库扩增。WGS库构建协议通常包括大小选择步骤，因为窄库片段分布有利于数据分析。测序准备文库的定量和质量控制对确保在NGS平台上进行最佳克隆扩增非常重要。测序后，将序列读取与参考基因组对齐(参考导向序列组装)，或当没有参考基因组时，将彼此比较并组装成长连续片段(从头测序)。这一通用工作流程既适用于简单(如细菌)基因组的测序，也适用于复杂(如人类)基因组的测序，但这些应用带来了截然不同的挑战。
- 史沫特莱，舒巴赫，雅各布森，约伯等。孟德尔病致病调节变异的全基因组分析框架。点。J.人类Genet, 2016;99:595。doi: 10.1016 / j.ajhg.2016.07.005。
- Sanger F, Air GM, Barrell BG等。噬菌体φX174 DNA的核苷酸序列。大自然。1977;265(5596):687。doi: 10.1038 / 265687 a0。
- Fleischmann RD, Adams MD, White O，等。流感嗜血杆菌全基因组随机测序和组装，科学，1995;269:496。doi: 10.1126 / science.7542800。
- 拟南芥基因组计划。开花植物拟南芥基因组序列分析。大自然。2000;408:796。doi: 10.1038 / 35048692
- 文特尔JC，亚当斯MD，迈尔斯EW，等。人类基因组序列。科学。2001;291:1304。doi: 10.1126 / science.105804。
- 李廷杰，马dis ER，丁磊等。细胞遗传学正常的急性髓系白血病基因组的DNA测序。大自然。2008;456(7218):66。doi: 10.1038 / nature07485。
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