新品上市:ABclonal单链DNA建库试剂盒——针对困难样本的建库解决方案

 

导语

新一代测序(next-generation sequencing, NGS)技术具有通量高、成本低、速度快等优点,能一次获取数百万条DNA片段的序列信息,因此被广泛的用在基因组学研究、肿瘤研究、微生物研究和农业育种研究中。然而,在实际应用中,很多样本因为DNA含量低、降解严重或者难以提取等原因,导致很难用这些样本构建高质量的测序文库,从而限制了NGS的进一步应用。

常见的建库困难样本包括:细胞游离DNA(cell free DNA,cfDNA);肿瘤循环DNA(circulating tumor DNA,ctDNA);石蜡包埋样本DNA(Formaldehyde and paraffin embedding DNA,FFPE DNA);染色质免疫共沉淀DNA(Chromatin immunoprecipitation,ChIP DNA);拭子样本DNA (swab DNA);古生菌DNA等。这类样本因为DNA初始含量低或者降解严重,导致样本中可用于建库的完整双链DNA(dsDNA)分子数很少。因此在构建文库时需要增加PCR循环数,才能获得符合上机需求的文库产量。然而PCR循环数太高,会导致文库偏好性增加,有效数据量降低,不仅增加了测序成本,还会影响分析结果,甚至导致稀有基因型检测不到。

ABclonal针对建库困难样本,推出了基于单链DNA(ssDNA)的文库构建解决方案:Scale ssDNA-seq Lib Prep Kit for Illumina(RK20222),Scale ssDNA-seq能直接以片段化的单链DNA为起始模板构建文库,而不受样本中完整dsDNA含量的限制,极大的提高了困难样本的文库构建质量。

ABclonal Scale ssDNA-seq Lib Prep Kit for Illumina特点:

①以片段化ssDNA为模板,不需要完整的dsDNA
②适合于FFPE DNA、cfDNA、古生菌、ChIP DNA、病毒DNA及RNA-seq的单链cDNA等样本
③建库效率高,模板起始量低至10 pg
④需要使用短接头,通过PCR过程将文库结构补充完整
⑤适用于下游靶向捕获测序,重复率低、覆盖度高
⑥简单快速,整个操作步骤可以在3个小时内完成

ABclonal Scale ssDNA-seq Lib Prep Kit for Illumina实验流程(约3 h):

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配套接头:

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数据展示

1. Scale ssDNA-seq能兼容超低起始量DNA

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Scale ssDNA-seq 对不同起始量 DNA 建库的 Aglient-2100 峰图
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Scale ssDNA-seq能兼容低至0.01ng gDNA和1 ng cfDNA等超低起始量模板建库

 

2. Scale ssDNA-seq具有极高的建库效率

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ABclonal Scale ssDNA-seq Lib文库构建效率高:和竞品相比(Vendor-S 1s, Vendor-K Hyper),针对不同类型的样本,ABclonal Scale ssDNA-seq Lib都能在同样的扩增循环条件下获得更高的文库产量,说明ABclonal Scale ssDNA-seq在困难样本上的建库效率也非常出色。

 

3. Scale ssDNA-seq可有效降低建库碱基偏好性

ABclonal Scale ssDNA-seq Lib与竞品建库测序数据比较分析
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ABclonal Scale ssDNA-seq的碱基偏好性低:分别用ABclonal Scale ssDNA-seq和竞品(Vendor-S 1s, Vendor-K Hyper)对Human困难样本(cfDNA和FFPE DNA)进行建库,并进行测序分析,综合来看,ABclonal Scale ssDNA-seq表现更为稳定,对不同GC含量的模板都有较高的覆盖度。
4. Scale ssDNA-seq在困难样本的捕获测序中具有优势
FFPE DNA样本捕获测试
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ABclonal Scale ssDNA-seq对于困难样本的捕获测序更有优势:和竞品(Vendor-S 1s, Vendor-K Hyper)以及ABclonal 的Rapid plus建库试剂盒相比, Scale ssDNA-seq在FFPE样本的捕获测序中表现更为优异,Duplicate更低,On Target_%更高。

 

Scale ssDNA-seq应用扩展:

1. 实现对DNA/RNA的共建库

当前二代测序文库制备试剂盒分为DNA和RNA两类,不能同时进行DNA和RNA的共建库。因此,在实际案例中,如鼻拭子样品来源核酸,DNA部分采用传统的DNA建库试剂盒,RNA部分采用传统的mRNA建库试剂盒,而部分核酸(如单链ssDNA类病原微生物)有可能丢失。上述问题是困扰mNGS的一个难题。而基于单链建库技术的Scale ssDNA-seq有望实现对RNA和DNA的同时共建库实验,减少实验流程的同时,提升了mNGS的应用能力。

基于Scale ssDNA-seq技术的DNA / RNA共建库的技术流程大致如下:

①逆转录,将RNA模板转化成cDNA(ABclonal First Strand Synthesis Module RK20353或RK20342))
②片段化,采用Covaris机械打断核酸至200-700 bp
③P7 adapter连接,所有dsDNA或ssDNA片段3端连接P7 adapter
④二链合成,通过P7 adapter互补引物合成ssDNA的互补序列,形成正常的双链DNA
⑤P5 adapter连接,所有DNA片段5端连接P5 adapter
⑥PCR富集

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2. DNA甲基化建库

DNA的甲基化是一种重要的表观调控方式,很多疾病和生命现象都伴随着基因组DNA甲基化状态的改变。全基因组重亚硫酸盐测序(whole genome bisulfite sequencing,WGBS)是研究DNA甲基化的常用方法,传统的WGBS测序流程一般是先构建文库,再用Bisulfite处理文库,然后再测序。然而Bisulfite处理会对双链DNA造成很大的破坏,使得构建好的文库大量降解,从而降低文库产量,增加文库偏好性。ABclonal推出了基于单链DNA建库技术的DNA甲基化研究方案:Scale Methyl-DNA Lib Prep Kit for Illumina(RK20220),能有效解决Bisulfite处理对双链DNA文库产生破坏的问题,即先用bisulfite处理双链DNA,再用ssDNA建库技术进行文库构建,该方法能极大的提高WGBS检测的灵敏度(低至1 ng DNA)和准确性。

Scale Methyl-DNA Lib Prep Kit for Illumina工作流程:

①Bisulfite处理(gDNA,cfDNA/ctDNA,ChIP DNA)
②变性:95℃孵育2min,将片段化的双链DNA充分解链,高温孵育结束,立即冰上降温,防止出现DNA复性;
③T7接头连接:37℃孵育15min,进行单链DNA的3’接头的连接,95℃孵育2min,将Met T7 Enzyme Mix失活,防止出现非特异性连接;
④二链合成:使用DNA延伸酶完成单链 DNA互补链的合成;
⑤T5接头连接:延伸后的dsDNA5’末端连接truncated T5接头;
⑥PCR扩增:利用高保真的扩增酶完成DNA文库的扩增,不同样本使用不同的PCR Index,方便测序。

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