Nanopore测序揭露线虫基因组中复杂串联重复序列
目前读长最长的测序技术了...
真核生物的基因组组装一直是个难题，而线虫基因组更是含有大量的卫星DNA等重复序列，短读长的测序手段往往对此束手无策。而三代长读长测序技术的发展为复杂基因组研究带来了希望。
研究者以巴西日圆线虫（Nippostrongylus brasiliensis）为例，采用目前读长最长的Oxford Nanopore测序技术，对其基因组进行de novo组装，并加入二代参考基因组进行比较，结果显示：基于长读长的基因组组装，能更好地覆盖串联重复等复杂区域。
材料和方法
材料：巴西日圆线虫（Nippostrongylus brasiliensis）
测序平台：Oxford Nanopore MinION
（未来组配备Nanopore升级平台GridION X5，实时base calling，通量更大，效率更高）
比较结果
1
基因组组装
与以往WTSI的二代参考基因组比较，组装指标大幅度提升(Contig N50: 33.5Kb→209.2Kb)。
Table 1组装结果比较
2
组装评估
经不同方法校正后的BUSCO值比较，表明经三代Nanopolish自我校正后，MinION reads的组装质量优于WTSI参考基因组。
Table 2 不同方法校正后的BUSCO值比较
3
对串联重复序列的识别
由于Nanopore长读长测序能有更好的overlap关系，有助于识别复杂的重复单元。例如，本研究组装出的线虫基因组中，检测到一个由171bp的重复单元构成的21kb的串联重复序列的存在，但在二代参考基因组中未能识别出来（Fig.1）。
Fig.1 一个74kb的MinION read与WTSI参考序列的比对(a)；MinION read鉴定出WTSI参考序列中存在一个复杂串联重复序列（b）
与二代参考序列相比，Nanopore组装能更好地反映N. brasiliensis基因组中重复序列的多样性（Fig.2）。Fig.2 WTSI二代参考序列中的重复序列分析（a）；
Nanopore组装中的重复序列分析（b）
二代短读长测序技术在富含大量重复片段的基因组测序中存在不足，而三代长读长测序是解决含复杂重复串联序列基因组的一大利器。在本研究中，研究者通过应用单纯的MinION data，辅以改良的Base-calling算法Albacore和升级的Canu v1.5组装手段得到了不逊色于Illumina的线虫基因组。Nanopore组装中的重复序列分析（b）
高质量的参考基因组是深入进行物种起源进化和基因功能研究的前提，未来组携最先进的Oxford Nanopore及PacBio Sequel测序仪，搭载世界最快的超算集群，配合BioNano光学图谱和Hi-C染色体构象捕获技术，为研究人员提供高准确度、高连续性的高质量基因组测序组装分析服务。
参考文献
David Eccles, Jodie Chandler, Mali Camberis, etal. De novo assembly of the complex genome of Nippostrongylus brasiliensis using MinION long reads[J]. BMC Biology, 2018, 16(1):6.
研究内容博大精深，更多详情请参见文献原文☟
图片来源于网络｜侵删
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