测序读长2700bp！第三代测序PacBioRS升级[新品推荐]

第三代测序仪PacBio RS

第三代DNA测序平台PacBioRS新版本的C2试剂将在今年年底或明年年初正式发布，C2试剂可使该系统的平均读长从现在的1300bp提升至2700bp！这是单分子实时测序技术的重大飞跃，有望一扫新一代测序之读长太短数据处理量太大的弊病。一天内可以完成从样品制备到完成测序并获得序列信息的全过程，很有希望实现便宜的个人基因组测序。基因有限公司为Pacific Biosciences产品在中国大陆和香港地区的**授权经销商。

Pacific Biosciences公司自今年4月底正式推出全球首个第三代测序平台PacBioRS单分子实时测序系统后，一直致力于进一步优化其试剂的性能并努力开拓更多的应用，据*新消息，其新版本的C2试剂将在今年年底或明年年初正式发布，C2试剂可使该系统的平均读长从现在的1300bp提升至2700bp！基因有限公司作为Pacific Biosciences产品在中国大陆和香港地区的**授权经销商，将一如既往的秉承“Let Professionals Serve Professionals”的宗旨，为用户提供更好、更便利、更专业的服务。

由Pacific Biosciences公司开发研制的革命性的单分子实时测序（SMRT^TM，Single Molecule, Real Time）技术在测序历史上首次实现了人类观测单个DNA聚合酶聚合过程的梦想。该技术通过光学方法直接记录单个聚合酶在不受干扰的情况下的连续合成，其读长之长，测序速度之快，灵活性之强大，已经使许多极富挑战性的基因组学研究成为可能。该系统可应用于基础研究、临床诊断、传染病研究、卫生防疫等多个领域。

目前，Pacific Biosciences公司已携手基因有限公司，致力于开拓中国市场。基因有限公司凭借其遍及各大中城市的服务网络以及包括销售、市场和技术支持、售后服务等多个部门的完整的服务体系，将一如既往的为广大用户提供包括技术咨询、产品选配、售后培训及维护的专业服务。

索取PacBioRS单分子实时测序系统的详细资料

PacBioRS系统介绍：

PACBIO RS系统采用了SMRT测序技术，系统包含主机和用于数据存储和运算的Blade center。主机内置的机械臂能够自动将SMRT Cell在存储区、准备区以及测序区之间进行转移，实现自动化的单个或批量测序实验。系统的RS Touch触摸屏实时显示系统反馈信息，如系统的运行状态，每个 SMRT Cell 的制备过程，测序过程，碱基判定结果以及对应Q值等，并实时播放测序过程中记录的影片信息。系统的RS Remote远程监控软件，允许客户远程设计和监控测序过程并进行初级数据分析。PACBIO RS系统的测序分析软件包括SMRT Pipe、SMRT Portal和SMRT View三部分计算模块，可与用户的生物信息学平台实现无缝整合，轻松实现测序数据浏览、数据过滤和比对、诸如单核苷酸多态性（SNP）等稀有突变的可视化筛查等数据分析操作。系统还自带条形码阅读器，能够提供样品和试剂的信息，便于用户进行实验设计和数据管理。

SMRT^TM技术原理

3个核心创新技术的完美结合。
1. The SMRT Cell

测序在**的SMRT cell中进行，每个SMRT cell含有150,000个ZMW（Zero-mode waveguide，零模波导孔）。

ZMW是直径为几十纳米的小孔，被固定在玻璃基片表面的金属薄膜上。由于ZMW的尺寸原因，可见光进入ZMW后会迅速衰减，这样当用激光透过玻璃照射ZMW时，只有底部30nm左右的区域能被照亮。

DNA聚合酶同模板结合后，可通过**技术锚定在ZMW的底部玻璃表面，不同种类的核苷酸用不同颜色的荧光团标记，随后核苷酸涌入ZMW中，并在阵列表面扩散。当聚合酶检测到正确的核苷酸时，便将其掺入新生链中，这个过程需要几毫秒，而单纯的扩散只需要几微秒。这种时间差使掺入的核苷酸产生了很高的信号强度，因此，通过ZMW，可以在荧光标记核苷酸的背景下检测单个掺入事件。

2. Phospholinked nucleotides
将荧光染料标记在核苷酸的磷酸链而不是碱基上，这样，一旦核苷酸掺入到新生的DNA链中，标记基团就会自动脱落。

3. PacBioRS
能够实时监测并分析单分子测序反应。配备大孔径物镜和单光子照相机来收集荧光所发射的光脉冲，观察整个过程；通过经过优化的算法，将光学系统所捕获的荧光信号翻译成碱基序列信息。一旦测序开始，实时的数据就传送到系统的初级分析中心，在识别碱基“身份”的同时给出对应的Q值。

PacBioRS的应用进展：

1）PacBioRS用于快速鉴定引起海地霍乱爆发的菌株来源

2010年10月，霍乱席卷了海地的10个省，还传播到邻国多米尼加。据海地卫生部报告，93000人未能幸免，超过2100人在这场瘟疫中死亡。美国波士顿的研究人员采用PacBioRS对从海地暴发的霍乱中分离出的2株霍乱弧菌、1株来自1991年拉丁美洲发生霍乱的菌株和2002-2008年从南亚分离的2株菌种的基因组进行了测序研究。利用早期的序列数据库，研究人员对比了这5株菌和其他23株霍乱弧菌的基因组，从而对发生于海地的霍乱疫情可能的渊源做出了评定。

结果发现：海地霍乱菌株与2002年和2008年在孟加拉国分离得到的变异霍乱弧菌El Tor O1菌株之间关系密切。而与南美分离株的关系较远。

在该应用中，研究人员在进行霍乱弧菌的基因组拼接时，采用了杂交拼接（Hybrid Assembly）策略，分别将从疾控中心获得的contigs和基于Illumina测序仪的短序列同PacBioRS上获得的长序列进行拼接，大幅减少了contigs数目，增加了N50长度。从而显著提高了基因组拼接的效率。

2）PacBio RS在德国大肠杆菌疫情中一展身手

七月底在新英格兰医学杂志上发表了一篇名为“Origins of the E. coli Strain Causing an Outbreakof Hemolytic–Uremic Syndrome in Germany”的文章，该文对引起德国大肠杆菌疫情的高度致命性的细菌的病原性以及进化起源提供了有价值的观点。这篇文章描述了研究者们是如何在PacBioRS平台上通过全球合作几天内就完成了对从疫情中获得的大肠杆菌样品以及近似菌株的测序和数据分析。PacBioRS的长读长优势使得只使用PacBio RS数据完成de novo拼接成为可能，这对鉴定新的病原体来说也是一个极大优势。该实验的结果对于致病菌株提供了包括医学信息在内的迄今为止*详细的遗传“肖像”（Genetic profile）。

3）Expression Analysis发布其使用PacBio新的C2试剂的初步结果

Expression Analysis是美国著名基因组技术服务商，该公司可为用户在Pacific Biosciences和Illumina平台上提供测序服务。9月底，Pat Hurban（Expression Analysis负责研发的Vice President）在一次网络会议中展示了其*新的PacBio数据。他们将大肠杆菌基因组DNA分别处理成2kb和6kb的片段，其中2kb的模板只用C1试剂进行了测序，6kb的模板则分别用C1和C2试剂进行了测序。Hurban对于使用C2试剂获得的结果非常高兴。他们发现使用C2试剂后，测序平均读长提高了80%，可达到2700bp左右。

C2试剂第一次被使用是在德国大肠杆菌疫情研究中，研究人员通过将不同测序模式混合使用，*终获得了2900bp的平均读长以及99.998%的准确度一致性。

Expression Analysis的研究团队在C2试剂的帮助下，获得了2715bp的平均读长，*长的读长甚至达到了13091bp。和同样模板使用C1试剂完成的数据比较后发现，C2试剂将测序平均读长从1519bp提高了80%，*长读长则从6512bp提高了一倍。

4）加拿大安大略癌症研究所（OICR）正在使用PacBioRS对转移或者复发的癌症病人进行靶向测序研究

OICR正在使用PacBio RS系统对19个已知癌症基因进行测序，位于多伦多的Princess Margaret医院的CLIA实验室则用Sequenom的OncoCarta panel对OICR的测序结果进行验证。

OICR癌症基因项目的负责人John McPherson表示，他们的目标是验证PacBioRS系统并且试图建立起一套对癌症病人的测序体系，这样可以帮助医生获取更多信息从而做出更恰当的治疗决定或者临床试验安排。OICR希望*终能将这套体系应用于对癌症病人的标准护理流程中。

目前，该小组已经完成了15个病人的测序，其中一半的病人19个基因中至少有1个发生了突变。PacBioRS没有错过任何一个OncoCarta试剂盒检出的突变，并且，还发现了一个新的突变。“这就是我们为什么要做测序，我们希望能发现现有的检测试剂盒未涵盖的信息”McPherson说。

目前该项目的周转时间为3周，整个流程包括：病人签署同意书，组织活检、DNA抽提、测序、分析、验证以及同临床医生和研究人员开会给出相关报告。由于周转时间的限制，PacBioRS的测序完成速度也是McPherson的研究小组选择它的一个主要原因。

McPherson表示他们从PacBio上获得的结果非常好，平均读长大概在1800bp，研究人员使用环形比对测序模式来确保测序的准确性并且获得了是扩增子数百倍覆盖深度的测序数据。

5）*新发布“靶向重测序—EGFR-MET基因”的技术文献

核心内容：
Fluidigm Access Array系统同PacBioRS的兼容性已经被证实，相应的靶向富集策略流程也已公布。

标准测序模式和环形比对测序模式都可以用于检测SNP。标准测序模式的优点在于既可以维持完整的读长且并不会对SNP的检测造成影响。

参考文献：
1) The Origin of the Haitian Cholera Outbreak Strain，December 9, 2010，The New England Journal of Medicine.
Authors: Chen-Shan Chin, Ph.D., Jon Sorenson, Ph.D., Jason B. Harris, M.D., William P. Robins, Ph.D., Richelle C. Charles, M.D., Roger R. Jean-Charles, M.D., James Bullard, Ph.D., Dale R. Webster, Ph.D., Andrew Kasarskis, Ph.D., Paul Peluso, Ph.D., Ellen E. Paxinos, Ph.D., Yoshiharu Yamaichi, Ph.D., Stephen B. Calderwood, M.D., John J. Mekalanos, Ph.D., Eric E. Schadt, Ph.D., and Matthew K. Waldor, M.D., Ph.D.

2) Origins of the E. coli Strain Causing an Outbreak of Hemolytic–Uremic Syndrome in Germany,July 27, 2011,The New England Journal of Medicine.
Authors: David A. Rasko, Ph.D., Dale R. Webster, Ph.D., Jason W. Sahl, Ph.D., Ali Bashir, Ph.D., Nadia Boisen, Ph.D., FlemmingScheutz, Ph.D., Ellen E. Paxinos, Ph.D., Robert Sebra, Ph.D., Chen-Shan Chin, Ph.D., Dimitris Iliopoulos, Ph.D., Aaron Klammer, Ph.D., Paul Peluso, Ph.D., Lawrence Lee, Ph.D., Andrey O. Kislyuk, Ph.D., James Bullard, Ph.D., Andrew Kasarskis, Ph.D., Susanna Wang, B.S., John Eid, Ph.D., David Rank, Ph.D., Julia C. Redman, Ph.D., Susan R. Steyert, Ph.D., JakobFrimodt-Møller, B.S., Carsten Struve, Ph.D., Andreas M. Petersen, Ph.D., Karen A. Krogfelt, Ph.D., James P. Nataro, M.D., Ph.D., M.B.A., Eric E. Schadt, Ph.D., and Matthew K. Waldor, M.D., Ph.D.