BioNano测序系统快速检测人类基因组结构变异

莺歌燕舞

2015年2月9日，基因组图谱绘制行业领导者BioNano Genomics公司与全球最大的基因组学研发机构华大基因在《GigaScience》杂志发表研究论文及数据，阐述了应用Irys系统高通量且低成本的基因组绘制技术能快速检测人类基因组结构变异。结构变异对人类遗传多样性和疾病易感性起着重要的作用。然而，因为第二代测序和DNA芯片固有的技术限制，之前都无法获得完整、有效且无偏差的结构变异。

该研究显示，Irys系统能够在单个人类基因组中检测出600种以上大于1kb的结构变异。大约30%已检测出的结构变异影响了负责生产蛋白的蛋白质编码区。蛋白质参与了细胞运作的几乎所有环节，表明这些结构变异对人类健康有着深远的影响。此外，Irys系统也能准确定位融入基因组中的病毒序列，或将有助于阐明病毒序列融合如何导至癌症等疾病。

华大基因研究院执行院长徐讯表示，我们对人类基因组的了解因为技术问题受到严重限制，而BioNano公司的Irys系统有助于克服这些技术问题。只要几天的时间和最多三个IrysChip®，我们就可以收集到足够的人类基因组数据用于从头（de novo）组装和完整的结构变异检测，不需要额外的技术或者进行多次的样本库制备 。BioNano近期还提高了Irys系统的通量，用一个IrysChip一天内即可获得足够的数据用于人类基因组从头（de novo）组装。

应用Irys系统绘制的基因组图谱能够揭示复杂基因组中对生物及临床具有重要意义的功能性元件的顺序和方向，包括基因，启动子，调控因子，重复序列的长度和位置，以及病毒整合位点。

BioNano公司创始人兼首席科学官曹涵表示，Irys系统为组装完整的基因组、发现和探究结构变异提供了独立且低成本的技术平台解决方案。Irys系统能够对复杂且含高度变异区域的基因组进行从头测序组装，并对复杂异质样品中的所有均衡和非均衡结构变异进行检测。

Irys系统曾绘制出4.7-Mb的高度变异性人类主要组织相容性区域（MHC)，并对高度复杂的小麦祖先山羊草基因组中一个长达2.1-Mb的区域完成了从头组装。

华大基因于2014年引进Irys 系统，以实现对人类基因组结构变异的全面探究，最大限度地改进那些具有复杂基因组结构的物种的基因组组装，包括还没有参考序列的物种。结合其他的技术平台，华大基因将为科研工作者提供最全面的信息和完整的解读。

这篇文章是GigaScience《光学化酶切图谱：新应用，进展和挑战》(http://www.gigasciencejournal.com/series/OpticalMapping)系列的首批文章之一。文章链接《Rapid detection of structural variation in a human genome using nanochannel-based genome mapping technology》：http://www.gigasciencejournal.com/content/3/1/34

本研究的数据可以访问GigaScience数据库——GigaDB：http://dx.doi.org/10.5524/100097

关于Irys系统

Irys仪器使常规和精确检测基因组结构变异和完成基因组组装成为可能。全自动Irys台式仪器使用IrysChip展开和限制长的DNA分子，并在其拥有专利的Nanochannel Arrays™中进行均匀线性化，然后进行高并行度的高分辨率，单分子成像展示。Irys并不需要进行在高通量测序中常用的DNA打断或者扩增。其结果是从几百kb甚至到1Mb的极长reads序列信息，其中包含了极具价值的结构信息。Irys仪器实现了研究者直接观测包括复制、删除、易位和倒位等结果变异的可能。

关于Bionano Genomics

总部位于美国圣地亚哥的BioNano Genomics公司，一直致力于提供更好地获取全面基因组信息的解决方案。公司平台为研究人员和临床医生提供了一个关于基因组个体元件如何排序和相互作用的最全面、有序和可行的基因组图谱。BioNano Genomics公司携手其他生命科学组织，投身于转化研究，分子诊断及个性化医疗工作。该公司接受来自私人投资者和联邦机构的基因组学项目（包括NIH和NIST-ATP）的基金资助。

来源：华大基因