Optical Mapping

獨特性全基因體圖譜

有勁為台灣第一間擁有Optical Mapping系統的公司,透過我們的服務,您不再需要將樣品送往國外進行Optical Mapping的實驗,即可獲得相關的生物資訊服務。本公司對於DNA de novo Sequencing及Assembly具有相當多的經驗,證實Optical Mapping搭配高通量定序,可加速全基因體的解序。

對於未知物種的基因體,我們想要瞭解其序列組成往往是困難的。主要原因不外乎因為基因體的多變型態,例如各式的重複區域 (repeat region)。儘管高通量定序技術蓬勃發展,定序均勻度以及定序平均長度必將精進。但依然無法完美處理重複區域所帶來的影響,使得組裝長度 (N50)以及組裝正確性受到阻礙。為使未知物種的組裝獲得完整性與正確性,目前有許多針對衍生的困難而產生的策略,但依然有其限制性。例如Clone-based Strategy則會受到Insert Size而限制 (Teaque, B. et al., 2010)。

光學圖譜技術 (Optical Mapping,簡稱OM)的技術,無需透過Cloning、PCR及Hybridization...等會產生Bias的技術,也無需核酸序列的資料,便可提供高解析度的全基因體之限制酶酵素圖譜,進而瞭解完整的未知基因體架構。光學圖譜技術不僅可以用來確認序列組裝的正確性,更可以加速填補序列組裝後的空缺區域。光學圖譜技術目前已廣泛研究基因體結構、功能及多樣性,例如細菌、玉米、水稻以及人類等 (Zhou, S. et al., 2007;Teaque, B. et al., 2010)。

光學圖譜技術原理,是將單分子DNA限制酶圖譜重複 (overlapping)的片段結合與組裝起來,產生每個生物體的獨特性全基因體圖譜,其所呈現的方式如下:

長方塊中的直線為限制酵素的切點;而直線之間的距離為片段大小。彩色圖形則為每一個DNA分子經過酵素剪切之後切位型態。

光學圖譜技術可提供下列三大應用:

1. Strain Typing

光學圖譜技術無需定序資料,便可提供完整的基因體架構,利用Map Code快速比較物種間基因體之差異,其解析度高於PFGE typing;完整性高於16S rRNA typing。
藍色區塊為物種間相似之處;白色區塊為無法比對到的區域,也就是物種間相異之處。

相似性聚集分析,可利用百分比幫助判斷相似物種間之差異與關係。

2. Comparative Genomics

利用光學圖譜技術可比較物種間的基因重組的狀況,如Insertion、Deletion、Inversion及Repeat-rich region ,以瞭解Genotype與Phenotype之間的關聯,可推測基因的功能。

3.Whole Genome Sequence Assembly

高通量定序後所組成的Contig與Optical Map比對,可瞭解這些Contig的位置、方向及正確性,進而得知組裝後的Gap Size與位置,此可幫助DNA de novo assembly及確認已發表的DNA序列組裝的正確性。

交叉線代表contig組裝方向相反;不同的顏色區塊代表contig與Optical Map相似之處;假如一個contig有多種顏色的區塊 (如contig980)代表組裝錯誤;白色區塊代表無法比對的位置 (Gap)。


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