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超声法与酶切法在二代测序文库构建中的应用

2025-03-19     来源:本站     点击次数:392

超声法
机械法片段化以非偏倚的方式控制片段大小,无GC偏好性。但在打断过程中,DNA溶液的物理散射常常导致DNA样本的丢失。因此,当投入的DNA量为皮克级时,不建议使用机械法进行打断。
对于dsDNA片段化,超声打断堪称一代宗师。打断的DNA片段更为集中且无偏好性,是目前NGS建库中片段化的金标准。
深圳达远辰光科技有限公司提供的聚焦超声样品处理系统,使用高频聚焦超声波将能量集中于DNA样品,整个过程温度可控,无样本接触,提供了快速、标准的DNA片段化结果。
酶法
酶切法打断是利用片段化酶对基因组DNA进行随机打断,会有GC偏好性(富含GC碱基的核酸片段区域比较不容易打断),在后续的测序分析会产生更多的错误信息。
缺点:
1 容易产生假阳性突变
根据研究表明,相对于机械打断法,酶法构建的文库中产生了更多的SNV(单核苷酸位点变异)/indels(插入缺失)。

图1 本文研究对使用超声和酶解片段化方法制备的相同肿瘤DNA样品的体细胞变异进行了比较,分析结果显示,与通过超声处理产生的文库相比,酶切法处理的文库中反复出现的人为引入的SNV(单核苷酸位点变异)/indels(插入缺失)数量要多2-9倍。
2 不稳定的文库产出
通过酶切时间灵活控制片段大小在 150-600 bp 之间,以适配不同的应用场景。然而,在实际使用中,对于测序读长模式相对固定(PE150)的靶向捕获应用而言却是一种负担。尤其是当样本数量不固定时,精确控制“分钟级别”酶切时间,获得均一的文库产出并不容易实现。特别是对于FFPE样本,该类样本常伴随不同程度的降解,很难用统一的酶切条件处理。
3 GC偏好性
可能存在GC 含量轻度升高的情况(片段化酶更加容易酶切AT)
 
表1 不同片段化方法的优缺点
  机械法 酶切法
优势
  • 易于获得大小合适的片段
  • 无专用设备及耗材
  • 无偏好性
  • 易于自动化
  • 无酶和化学离子干扰
  • 样本投入量要求更低
  • 二代测序结果金标准
 
劣势
  • 需专用设备
  • 有一定的偏好性
  • 样本量要求相对更高
  • 样本质量要求更高
  • 核酸量损耗
  • 容易产生假阳性突变
 
在实际操作中,用户会根据样本的初始量、实验的特异性需求以及实验成本等因素来选择片段化方法。
超声法:全基因组测序、全外显子测序、甲基化测序、ChIP-seq
酶切法:全基因组测序、全外显子测序、宏基因组测序(mNGS)
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