BioSkryb-ResolveDNA™全基因组扩增解决方案

单细胞全基因组扩增的难点在于如何高保真的单个细胞的微量DNA扩增到可以建库测序的水平,并且确保数据的真实性。而BioSkryb 的 ResolveDNA™平台可以攻克这个难点,实现单细胞全基因组扩增。
BioSkryb 的 ResolveDNA™采用PTA (Primary Template-directed Amplification)原代模板定向扩增技术,其核心要点在于,采用抗核酸外切酶活性的终结子 (化学修饰的核苷酸) 实现拟线性扩增 (quasi-linear process),绝大多数扩增子来源于原始模板的扩增,扩增产物无法再次被复制,因此扩增过程产生的错误不会被放大,并且Phi29 DNA 聚合酶可减少扩增错误率,此外,还可以扩增线粒体基因组 (Mitochondrial Genome)。

关键词:单细胞基因组,起始量为4pg~10ng,高覆盖度,低复制错误,高重现

产品详情

单细胞全基因组扩增的难点在于如何高保真的单个细胞的微量DNA扩增到可以建库测序的水平,并且确保数据的真实性。而BioSkryb 的 ResolveDNA™平台可以攻克这个难点,真正实现单细胞全基因组扩增。

BioSkryb 的 ResolveDNA™采用PTA (Primary Template-directed Amplification)原代模板定向扩增技术,其核心要点在于,采用抗核酸外切酶活性的终结子 (化学修饰的核苷酸) 实现拟线性扩增 (quasi-linear process),绝大多数扩增子来源于原始模板的扩增,扩增产物无法再次被复制,因此扩增过程产生的错误不会被放大,并且Phi29 DNA 聚合酶可减少扩增错误率,此外,还可以扩增线粒体基因组 (Mitochondrial Genome)。

 

PTA原代模板定向扩增技术原理示意图

 

 

相较于多重置换扩增法(MDA),PTA 可防止指数读取堆积和错误扩增,并且能够在极大的覆盖范围内获得高度均一的基因组扩增。

 

多重置换扩增法(MDA)和原代模板定向扩增法(PTA)获得的基因组扩增输出示意图

 

 

 

PTA与MDA在覆盖度与均一性方面的比对图

 

 

 

PTA技术亮点

 

无论是低起始量的DNA样本还是单细胞都可以进行精确扩增,可捕获大于95%的基因组,并且具有高重现性。以高覆盖度、低复制错误和低等位基因偏差进行均一性扩增,在全基因组测序 (WGS)、全外显子组测序 (WES) 和small panel水平准确检测单核苷酸变异 (SNV)。

1.起始量为4pg~10ng

2.拟线性扩增

  1. 扩增片段的长度受控(免于后续片段化流程,同时减少偏好) 

  2. 双链产物 (可直接连接反应建库)

  3. 扩增产物无法作为模板再次复制(避免错误和偏好性放大)

3.一致的、从单细胞起始可达μg级的收率

  1. 可满足后续稳定高质量的建库流程

  2. 可满足后续PCR-Free的分析流程

4.重现性好,极低的NTC对照收率

  1. 可对同一样品进行重复分析 (Cell-to-cell Reproducibility)

  2. 只有目标模板可被扩增,非特异性扩增的发生率极低

图注:利用PTA法进行单细胞全基因组扩增具有良好的均一性。NTC:no-template control;gDNA:genomic DNA。

 

 

 

图注:PTA出色的高保真表现。(在固定测序深度下,PTA的基因组覆盖度最接近Bulk测序的水平;相比其他方法,PTA显著减少了ADO)

 

 

 

文库制备、测序以及信息学分析

选择合适的文库构建方法直接用PTA产物构建文库。BioSkryb 的 ResolveDNA™ 文库制备试剂盒只需要 100 ng 未片段化的 PTA 产物作为起始样本。它使用基于连接的工作流程,利用与 Illumina 测序仪兼容的双端Index接头,不需要对起始的 DNA 进行片段化。

使用 BioSkryb 的 BaseJumper 生物信息学分析平台可以轻松地分析深度测序、比对以及变异检测,同时还能可视化变异文件数据(下图所示 ),从而可以在谱系浏览界面中发现单核苷酸变异,由此探索可能发生在遗传上的变异。

 

图 利用BaseJumper探索不同分辨率水平的遗传变异

 


 

仁科为您提供完整的单细胞全基因组分析解决方案

 

关于BioSkryb Genomics

BioSkryb Genomics是一家专注提供完整单细胞基因组分析解决方案及应用创新的美国公司,致力于开创单细胞时代的“高清”革命。公司已于2020年初在美国获得了1150万美元的种子融资,加速其核心单细胞扩增、建库和测序分析技术的商业化及下游临床应用的开发。目前已经打造了完整的单细胞基因组分析流程的产品闭环,可赋能胚胎植入前基因诊断(PGT)、单细胞分辨率的肿瘤异质性研究(Cancer Heterogeneity)及微小残留病灶(MRD)检测等高挑战的应用。BioSkryb Genomics团队在开发高灵敏度、高准确性单细胞分析工具方面拥有丰富经验,重点关注可改善健康管理的新应用研究与临床需求。公司未来将持续丰富PTA的应用和满足更多未尽的诊疗需求,即将推出的单细胞基因组/转录组扩增和建库产品ResolveOme,支撑起单细胞多组学分析的技术基础。公司还计划逐步加大在肿瘤基因组、心血管病、神经学、免疫学、辅助生殖、微生物组、生物合成及毒理学(包括基因编辑安全评价等)等领域的应用研发和产出。