三代测序那些事儿（第一期）

第三代测序技术是近些年来出现的新型测序技术（其原理小编将会通过后续的文献解读为大家详细解读），其特点是能够实现了对单条DNA链合成过程的检测，这其中又以美国太平洋生物公司（Pacific Biosciences，以下简称Pacbio）开发的Pacbio SMRT测序技术为代表（其测序平台Pacbio RSII是目前唯一在商业化运行的三代测序平台），超长读长、极低GC偏好性、DNA碱基修饰直接读取的特点使Pacbio SMRT测序技术在基因组、转录组、表观组研究等方面有着明显的优势[1]。小编从在这一期开始将会通过文献解读的形式和大家一起聊聊三代测序（Pacbio SMRT）那些事儿，小生才疏学浅，只当抛砖引玉。第一期是小编码的一篇关于Pacbio SMRT技术的微型综述，从第二期将会开始文献解读。

先从三代测序（Pacbio SMRT）与基因组的那些事儿聊起。

话说最近的基因组生物学技术进展大会（AGBT）公布了亚洲人基因组计划最新进展，该计划是于2014年启动的大型国际基因组项目，目前使用Pacbio RSII平台与BAC克隆相结合的方法得到了最优的亚洲人基因组组装结果，72X覆盖度的基因组数据，高达13.4kb的平均读长，应用Dalingner及FALCON进行组装，contigN50高达7.3M。可见该技术确实在基因组组装方面有着很大的优势。

Pacbio SMRT测序技术出现之初，冷泉港、马里兰大学的研究团队就使用多种模式生物对该技术在基因组组装方面的性能进行了评估，这些模式生物包括大肠杆菌、酿酒酵母、拟南芥、果蝇等，组装的ContigN50达到了Mb级别，组装品质已经相当优秀 [2]。

而随着后续新型测序试剂的发布（P5-C3、P6-C4等）与各类校正、组装算法的出现（HGAP、Dalingner、FALCON、MHAP等），Pacbio SMRT技术在基因组组装方面的性能又得到了进一步的提升，尤其是在微生物基因组组装领域，这类研究成果也如雨后春笋般大量出现在各类重要杂志上，小编选了一些该领域内比较有代表性的成果展示给大家：

1）Sanger研究院使用Pacbio SMRT技术构建了一株分离于第一次世界大战的痢疾杆菌NCTC1的完整基因组图谱，建立了高标准的该类病原菌参考基因组，该成果发表在2014年11月份的顶级医学杂志《柳叶刀》上[3]；

2）美国国立卫生研究院（NIH）使用该技术对20多株抗碳青霉烯类肠杆菌（最近几年美国频频出现的“超级感染细菌”）进行了基因组测序，得到了完整的基因组与相关的抗性质粒图谱，揭示了该类致病菌在医院中的传播规律，结果发表在2014年9月份的《转化医学》杂志上[4]；

3）最近日本研究人员使用该技术测序得到了8株分离于冲绳的幽门螺杆菌完整基因组图谱，这类基因组属于高重复、低GC类型，传统的测序平台往往难以得到高质量的基因组图谱，后续的生物信息分析目前还在进行中，这一成果发表在2015年3月份的Genome Announcements杂志上[5]。

在过去的2014年里，Pacbio的SMRT技术发表在多个重要期刊上，而仪器销量也节节攀升，代表了它的价值为更多人所认可。题外话，同属于第三代测序的Oxford Nanopore测序技术目前还在测试之中，30%的原始错误率与100多M的运行通量可能导致其在短期内还无法大规模应用于基因组de novo测序中，但其便携的小巧的测序平台（MinION，U盘大小）、极简的建库过程、多类型分子测序能力（DNA、RNA、蛋白质）还是非常值得期待滴[6]。

我们未来组2013年推出了基于Pacbio RSII系统的第三代测序服务，是国内首家提供第三代测序服务的公司，经过两年的发展，已经积累的第三代测序项目经验，看完上面介绍对第三代测序有点心动的小伙伴可以电话邮件联系我们哦，我们的热线电话：400-027-1221，我们的邮箱：support@nextomics.org。

估计各位客官看完上面那点点介绍，还是对Pacbio SMRT这一第三代测序技术一头雾水，不过不用着急，小编精心搜罗了从2003年（该技术概念出现之初）至今的几十篇具有代表性的三代测序相关文献，在接下来的几十期里将会按照Pacbio SMRT技术的发展线为大家详细解读。

今天先说到这，下期继续聊，期待小伙伴们的关注。

Paper:

[1] Roberts, R. J. et al. The advantages of SMRT sequencing. Genome Biol. 2013

[2] Berlin , K. et al. Assembling Large Genomes with Single-Molecule Sequencing and Locality Sensitive Hashing. BioRxiv. 2014

[3] Baker, S. K. et al. The extent World War1 dysentery bacillus NCTC1: a genomic analysis. Lancet.2014

[4] Conlan, S. et al. Single-molecule sequencing to track plasmid diversity of hospital-asociated carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Transl Med. 2014

[5] Satou, K. et al. Complete Genome Sequences of Eight Helicobacter pylori Strains with Different Virulence Factor Genotypes and Methylation Profiles, Isolated from Patients with Diverse Gastrointestinal Diseases on Okinawa Island, Japan, Determined Using PacBio Single-Molecule Real-Time Technology. Genome A. 2015

[6] Ashton, P. M. et al. MinION nanopore sequencing identified the position and structure of a bacterial antibiotic resistance island. Nature Biotechnology. 2014