PacBio：新的Revio试剂SPRQ为基因组测序带来哪些飞跃？

单分子测序越来越强大的产量和越来越便宜的价格，叠加新增加的6mA检出能力和5mC CpG检测精度提高10%，将为基因组测序带来不一样的改变

　　

基因组学的世界非常活跃。几周前，PacBio为其Revio系统引入了SPRQ试剂，这是HiFi测序技术的一次飞跃，引起了全世界研究人员的兴奋。在相同的卓越准确性和阅读长度下，这种试剂具有突破性的效率和可负担性，对于那些解决复杂基因组和具有挑战性的研究问题的人来说，这是一个关键时刻。SPRQ试剂不仅仅是一个升级；这是解决一些基因组学最棘手挑战的游戏规则改变者。

加入我们，让我们深入了解SPRQ试剂的细节，它与Revio技术的第一次迭代相比如何，以及它对基因组学的未来意味着什么。

 

什么是SPRQ试剂？

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SPRQ（发音为“spark”）试剂是由一种新的测序聚合酶和优化的试剂实现的，确保在加载过程中更多的DNA分子到达SMRT细胞的表面。这种优化启动提高了整个测序工作流程的效率。随着产量的增加，加上时间、DNA输入和成本的减少，SPRQ化学改变了HiFi测序的游戏规则。

 

低投入，高影响

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这种革命性的化学改进改变了HiFi测序的效率，并为突破性研究开辟了新的途径-这一切都从样品输入开始。随着SMRT Cell加载效率的提高，Revio系统上使用SPRQ试剂现在只需要500ng的DNA进入文库准备。文库制备流程保持不变，但由于加载SMRT Cell所需的DNA更少，文库制备可以使用更少的DNA。这意味着如果您要在SMRT Cell上进行两个样本的多重反应，则可以从每个样本250 ng开始进入文库制备。

这种投入的大幅减少为基因组学带来了全新的机遇，使HiFi测序能够对更珍贵的样品类型进行测序，克服了传统上限制长读段测序项目可行性的挑战。 

例如，新生儿研究通常依赖于刺破脚跟的几滴血。这种小样本量对于以前的测序来说是困难和不可靠的，现在变得更容易进行，这为更早、更全面地了解遗传状况提供了机会，并有可能为儿科护理中改变生活的干预措施的研究提供信息。

用SPRQ试剂来减少DNA输入良，对非常大规模的测序项目也可能产生影响，比如依赖唾液作为样本来源的群体遗传学研究。由于唾手可得且无创收集，唾液已成为一种有吸引力的广泛替代血液样本的方法。然而，与血液不同的是，唾液中的DNA产量通常较低。这些挑战需要高质量的测序，对输入量不那么敏感，以实现更高的变异检测和定位精度。使用纳米结合试剂盒从唾液中提取DNA的PacBio流程，以及SPRQ试剂提高的样品输入效率，使研究人员能够引导人口基因组学研究的力量，并致力于可操作的人口健康倡议。

 

启发性的多组学见解

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 Revio仪器软件的配对更新还解锁了一种新型的机载甲基化检测，包括6mA检出和5mC CpG检测精度提高10%。6mA检出简化了Fiber-seq方法的一个关键步骤，该方法通过5mC甲基化覆盖染色质结构，提供了对表观基因组的更深入了解，并利用了Revio系统进行多组测序的能力。利用Fiber-seq和来自SPRQ试剂的增强表观遗传检测能力，研究人员可以同时从一次Revio运行中生成四个高质量的单倍型分解基因组——基因组、CpG甲基组、染色质表观基因组和转录组。            

fibertools的开发人员、华盛顿大学Mitchell Vollger博士称赞SPRQ试剂对扩大多组学影响的承诺：“我很高兴看到Revio系统的仪器上6mA检出具有足够的精度，可用于Fiber-seq，并通过我们的6mA检出（fibertools）进行验证。这将有助于简化计算Fiber-seq流程，显著降低存储要求，支持进一步采用，并为未来化学提供重要的计算支持。”

5mC精度的提高加上6mA检出的增加有可能彻底改变我们对关键生物系统的理解，比如调节过程如何促进癌症进化。最近在美国癌症研究协会会议上发表的研究表明，当在具有不明驱动突变的样本进行SBS短序列测序时，肿瘤抑制基因启动子中的肿瘤特异性高甲基化可作为第二目标。新增的6mA检出为Fiber-seq探索调控变化如何影响癌症发展增加了额外的一层信息。

重新想象人类基因组的潜力

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这种转变使研究人员重新定义了人类基因组的可能性，因为HiFi测序技术在不同的覆盖深度下保持了与其他技术相同的卓越性能。

选择合适的测序覆盖水平是项目规划的关键第一步，需要在基因组的复杂性和目标变异、期望的灵敏度和可用资源之间取得仔细的平衡。对于某些研究项目，争取尽可能多的覆盖率是有益的，但对于许多场景，增加覆盖率并不总是产生无界的性能增长。这就提示了一个问题：什么覆盖级别适合我的应用程序？

在SPRQ和Revio原始试剂之间具有同等的行业领先的突变检出性能，HiFi测序在20倍的覆盖率下表现出了出色的小突变（SNV和indel）检出，具有高度精确的结构变体检测，覆盖率仅为10倍。          

Radboud大学医学中心的研究人员领导了一项研究，通过检测以30倍覆盖率鉴定的临床相关种系变异，20倍HiFi基因组足以识别这些变异的96.2%，15倍HiFi基因组捕获89%。GenomeWeb首席研究员Alexander Hoischen承认，20倍的HiFi基因组“已经非常好了（already extremely good）”。他讨论了团队在未来的工作实践中测序20倍基因组的潜力。

 

突破性的效率和可负担性

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这些SPRQ试剂改进，转化为在Revio上的突破性效率和负担得起的HiFi测序应用。与最初的Revio技术相比，每个SMRT Cell的容量增加了33%，达到120Gb，相当于每个SMRT Cell两个20倍的人类基因组。在相同的Revio运行时间下，产量的提高将转化为更快的项目进度。每次运行产生480gb，每年2500个覆盖20倍的人类基因组，成本约为500美元/个基因组（覆盖30倍的750美元/个基因组）。

这不仅仅是更快，更便宜的测序——SPRQ代表了打开更多发现的大门。这种增加的产出，加上减少的时间、DNA输入和成本，使研究人员能够处理比以往更大、更复杂的项目。Revio系统对4个SMRT细胞独立测序的能力，代表了在同一运行中对多种样品类型和不同基因组维度进行测序的能力。例如，肿瘤/正常基因组和全长或单细胞转录组可以一起测序，从而可以同时更全面地了解多组学景观，并加速研究进展。

这种效率、可负担性和多功能性的革命性结合正在重新定义研究人员可以取得的成就，加快了罕见和遗传性疾病、癌症、人口和生态系统健康研究的发现步伐。

 

准备好开始你的研究了吗？

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