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新方法让Y染色体的测序更经济

来源/作者:genelibs   发表时间:2016-04-01 17:05:00  
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  美国宾夕法尼亚大学领导的一个研究小组近日在《Genome Research》杂志上发表文章,介绍了一种测序哺乳动物Y染色体的策略,比过去的细菌人工染色体方法更加快速、更加经济。

 

       美国宾夕法尼亚大学领导的一个研究小组近日在《Genome Research》杂志上发表文章,介绍了一种测序哺乳动物Y染色体的策略,比过去的细菌人工染色体方法更加快速、更加经济。

       哺乳动物的Y染色体序列对研究雄性不育至关重要,不过,它富含重复和回文序列,也是基因组中最难以组装的部分。之前,人们开发出单体型迭代作图与测序(SHIMS),将其用于人类、黑猩猩、猕猴和小鼠的Y染色体测序。尽管这种方法高度准确,但它比较昂贵,也有点繁琐。

       为此,宾夕法尼亚大学的研究人员提出一种经济的替代方法,整合了现有和新颖的实验和计算策略。他们首先利用流式分选来富集Y序列的DNA,随后使用短读长(Illumina)和长读长(Pacific Biosciences)技术。之后,他们利用现有的组装工具和一种新的算法RecoverY来高效鉴定Y特异的序列。最后,他们利用睾丸转录本信息和微滴式数字PCR技术来完善。

       研究人员将这种策略应用于大猩猩的Y染色体。到目前为止,仅雌性大猩猩的基因组被测序。不过,Y染色体的序列有一些特定的应用。对于这个濒危物种,Y的序列可用来设计遗传标记,以便研究雄性特异的分布格局。它还有助于研究人亚科的进化史。

       他们成功实现了大猩猩Y染色体的de novo组装。组装的结果使他们能够定义基因内容,评估扩增基因家族的拷贝数,定位物种特异的回文,确定重复元件的内容,并与人和黑猩猩Y染色体进行序列比对。研究结果也为人亚科(人类、黑猩猩和大猩猩)Y染色体的进化提供信息。出人意料的是,大猩猩的Y染色体接近人的Y染色体,而不是黑猩猩。

       作者在文中写道,这种测序和组装Y染色体的策略比现有的方法更容易实现,有望推动性染色体构建,并催化新的生物学发现。与SHIMS相比,这种方法要快速得多,也经济得多,因此适合更多的实验室。

       作者认为,这种策略的优势在于集合了正交实验和计算方法的独特优势来构建Y染色体的详细图谱。通过组合流式分选和RecoverY,他们能够富集Y染色体的数据集,让测序更快更经济。通过结合短读长和长读长的技术,他们能够获得高的覆盖度。与仅使用短读长相比,这使得scaffold N50几乎增加了三倍。

       不过,他们也承认,尽管有不少优点,但这种方法还不够SHIMS准确,也产生了更片段化的组装。此外,由于PacBio的最长片段比大多数回文结构的臂短,他们无法分辨所有的回文序列。在需要重建回文序列时,可使用SHIMS方法。

原文检索

A time- and cost-effective strategy to sequence mammalian Y Chromosomes: an application to the de novo assembly of gorilla Y

Genome Res. 2016. doi: 10.1101/gr.199448.115

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