"Genome Analyzer的操作费用、易用性以及可扩展性让我拥有了大规模基因组实验的力量。。。它的低样品起始需求、简单的流程、高质量的数据和应用灵活性让Illumina的Genome Analyzer从其它高通量测序技术中脱颖而出。"
Yuan Gao博士的研究方向包括系统生物学、基因组测序和算法设计及分析。
是的,我们在捕获目的基因组(也就是人基因组中的50,000个外显子)上的效率已经比文献发表时提高了10,00多倍。在《Nature Methods》发表文章那时,我们只能捕获约20%,大约10,000个外显子。这明显是捕获步骤所带来的效率问题。通过半年的努力和无数次运行,我们提高了外显子捕获效率,现在我们能捕获同样50,000个外显子中超过90%的靶点。
这种显著的效率提高源自非常快速的周转时间,我们与Jin Billy Li博士、哈佛Church博士实验室的Kun Zhang博士以及UCSD的Zhang博士实验室共同努力,评估并优化了捕获步骤。Genome Analyzer的易用性、快速流程和数据质量实现了如此快速的结果。我们能够在几个条件下制备样品,运行,并在最少时间内得到反馈。Genome Analyzer流程的速度和简便协助我们大大缩短了优化周期,并更快达到我们的目标。
我的实验室非常小。只有我、一个助理和一个学生。有了Genome Analyzer,我们就有了非常强大的工具。如果我们想出一些借助这种测序技术的实验,我们能够相当轻松快速地试验。我们能够进行许多探索性的工作,并开展大范围的实验。除了定向重测序工作,我还参与了E. coli和Geobacter的全基因组比较研究。我的合作者,Palsson博士实验室和Lovley博士实验室正在进化E. coli和Geobacter来使用不同的能量来源或不同的电子受体,并需要找到决定性的突变。到目前为止,我们已经对20多个菌株进行了测序,能够鉴定出2006年发表在《Nature Genetics》上的一篇研究中所报道的每一个突变,那篇研究用的是tiling array和质谱。另外,我们还发现了他们错过的假阴性。
Tiling array有着很高的假阳性率,即使用质谱筛选,仍有很多假阳性,因此个别验证它们是非常耗时的。我们基本上不含有假阳性,因为我们的覆盖度非常高,一致准确性也很高。我们甚至在这个过程中鉴定出参考基因组的一些错误。我们正在准备一篇文章,来比较tiling array和Illumina的测序平台。
我们还对利用有机废物产生电流的Geobacter细菌的不同菌株进行测序,Lovley博士所进化的Geobacter菌株特别有趣,因为它累积了很多的突变。我的合作者利用tiling array花了一年多的时间来研究这种生物,但是困难重重,因为突变太多了。利用Genome Analyzer,我们第一次运行就发现了10000多个突变。
我们正在准备这几个月以来所做实验的手稿。如果没有Genome Analyzer,完成此类工作并发表要花上几年时间。的确是简便的流程、文库构建的轻松和自动化、Genome Analyzer的速度和产生的数据量让我们获得了这些令人惊叹的数据。任何小型实验室都能够完成我们所做的等量工作,如果没有更多。
去年当你采访我的时候,我预计在今年夏天会得到3 Gb,这也是我们常规单读运行所产生的。我们得到了40-41个碱基的平均读长,我们已经计算了32个碱基的准确率超过99%,这一点我们很满意。现在有了对读模块,我们将要启动小型基因组新物种测序,我们预计每一轮的产量会加倍。
Illumina的长插入对读步骤让我们有了很大的优势来拼接重复区和同源区,但是这些区域也有小的插入-缺失,可能只是1或2 bp,这也是我们感兴趣的。将目前的短插入步骤和长插入步骤相结合,带来了一些理论上的优势,我们有希望将很多其它测序平台上的昂贵工作转移到Genome Analyzer上。
Last year we spoke with Dr. Yuan Gao about his experience using Illumina's Genome Analyzer. Since then, he has published a paper in Nature Methods and is preparing four more manuscripts presenting data generated by the Genome Analyzer. He recently sat down with us to discuss his current accomplishments with this high-throughput sequencing system.