Diretrizes para Submissão de Amostras
O que é o Genoma Completo Bacteriano de novo Sequenciação
Genoma completo bacteriano de novo a sequenciação é uma abordagem sem referência que permite a reconstrução completa de genomas bacterianos — incluindo tanto cromossomas como plasmídeos — diretamente a partir de dados de amostra.
Esta técnica fornece um mapa genómico completo e de alta resolução, tornando-a ideal para estudar estirpes desconhecidas, identificar funções de genes e analisar a evolução microbiana. É especialmente útil quando não existe um genoma de referência fiável ou ao lidar com espécies geneticamente complexas.
Como Funciona: Do Exemplo ao Genoma Completo
O de novo o processo de sequenciação integra sequenciação de long-read, correção de short-read de alta precisão e ferramentas de montagem robustas para garantir precisão em cada etapa:
- Sequenciação de leitura longa
preparação de biblioteca
Plataformas como PacBio HiFi ou Oxford Nanopore geram leituras contínuas de 10–25 kb ou mais. Estas leituras longas abrangem regiões repetitivas e estruturalmente complexas que são difíceis de resolver apenas com dados de leituras curtas. - Montagem de genoma sem referência
Ferramentas de montagem como Hifiasm e Canu juntam estas leituras longas em genomas completos — totalmente do zero, sem depender de sequências de referência existentes. - Polimento de leituras curtas
Dados de alta precisão da sequenciação da Illumina são sobrepostos para corrigir erros menores, melhorando a fiabilidade e a precisão a nível de base da montagem. - Anotação genómica em múltiplas etapas
Os processos finais de controlo de qualidade e anotação funcional garantem que os seus dados não são apenas completos, mas biologicamente significativos — prontos para análise posterior.
Genoma Completo de novo Processo de sequenciação
Por que o Genoma Completo Bacteriano de novo A Sequenciação É Essencial para a Sua Pesquisa
Projetado especificamente para amostras bacterianas que não possuem um genoma de referência ou têm dados de referência limitados, de novo O sequenciamento do genoma completo permite uma montagem precisa e completa do genoma. Esta abordagem revela variações genéticas complexas e regiões repetitivas, melhorando significativamente a qualidade e a precisão da montagem.
- Montagem Genómica Precisa e Completa
Monte cromossomas e plasmídeos com alta continuidade—sem depender de quaisquer sequências de referência. - Análise Genómica Abrangente
Detetar variações estruturais, genes funcionais, marcadores de resistência a antimicrobianos e elementos repetitivos para um perfil genético completo. - Integração de Tecnologias de Sequenciamento Avançadas
Combine sequenciação de leitura longa com leituras curtas de alto rendimento para garantir a precisão e profundidade dos dados. - Versátil para Cepas Diversas
Adequado para estirpes bacterianas novas, complexas ou difíceis de sequenciar, garantindo resultados de montagem fiáveis.
O Nosso Genoma Completo de novo Portfolio de Sequenciação: Personalizado para Bactérias, Fungos e Mais
A CD Genomics oferece serviços específicos para espécies. de novo serviços de sequenciação do genoma para atender a diversas necessidades de pesquisa sem as limitações de um genoma de referência.
Genoma Completo Bacteriano de novo Sequenciação
Montagem sem referência | Reconstrução completa do genoma | Descoberta de variação estrutural
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Genoma Completo Fúngico de novo Sequenciação
Montagem de alta contiguidade | Resolução de genoma rico em repetições | Anotação funcional pronta
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Serviço de Sequenciação do Genoma Completo De Novo
Suporte a múltiplas espécies | Integração de leituras longas e curtas | Ideal para espécies novas
Saiba Mais Sobre Múltiplas Espécies de novo WGS → SGGFluxo de Trabalho Simplificado para Genoma Bacteriano Completo de novo Sequenciação: Da Amostra aos Insights
≥10 µg de DNA de alta qualidade
OD260/280 = 1,8–2,0
PacBio / Nanopore / Illumina
Bibliotecas de inserção longas e curtas
de novo ferramentas de montagem
Polimento em múltiplas etapas
Correção de erros híbrida
Predição e anotação de genes
Identificação de genes de resistência/virulência
Genómica funcional e comparativa
Métricas de controlo de qualidade
Relatórios visuais e resumo de dados
Estratégias de Sequenciação Otimizadas para o Genoma Bacteriano Completo de novo Montagem
Destaques da Construção da Biblioteca:
- Bibliotecas de tamanhos de inserção múltiplos projetadas para uma cobertura ótima, incluindo inserções curtas (~350 pb) e inserções longas (5–20 kb).
- Preparação de biblioteca sem PCR para minimizar o viés de amplificação.
- Controlo de qualidade rigoroso para garantir uma cobertura de dados uniforme.
Plataformas de Sequenciação:
- PacBio Sequel IIe / Revio: Produz leituras longas HiFi altamente precisas (10–25 kb) com precisão >Q20, ideal para montar genomas complexos de forma contínua.
- Oxford Nanopore PromethION: Oferece leituras ultra-longas que atingem a escala de megabases, melhorando a montagem de regiões altamente complexas.
- Illumina NovaSeq 6000: sequenciação pareada de 150 bp com cobertura profunda e >90% das bases com qualidade Q30, perfeito para correção de erros e polimento de precisão.
Profundidade de Sequenciamento Recomendada:
- Padrão: >100× cobertura com leituras PacBio HiFi.
- Suplementar: >50× cobertura com leituras curtas da Illumina para garantir uma correção do genoma de alta precisão.
Métricas de Qualidade de Dados:
- Precisão de leitura HiFi acima de 99,9%.
- Dados da Illumina com mais de 90% das bases com qualidade Q30 ou superior.
- Alta integridade de dados com excelente continuidade de montagem.
Análise Avançada de Bioinformática: Transformar Dados do Genoma Bacteriano em Insights Acionáveis
Oferecemos serviços profissionais, eficientes e abrangentes. análise bioinformática serviços para desbloquear todo o potencial dos seus dados genómicos bacterianos e acelerar o progresso da investigação.
Análise Padrão – Garantindo a Qualidade e Precisão dos Dados
- Controlo e Limpeza da Qualidade dos Dados: Remova sequências de baixa qualidade e contaminantes para garantir uma análise fiável a montante.
- Montagem e Estruturação do Genoma: Utilize algoritmos avançados para produzir sequências genómicas bacterianas contínuas e completas.
- Correção de Sequência: Realizar múltiplas rondas de correção de erros para reduzir erros de sequenciação e melhorar a qualidade da anotação.
- Predição de Genes: Identificar com precisão genes codificadores de proteínas e RNAs não codificadores para uma compreensão aprofundada da função do genoma.
- Anotação Funcional: Integrar bases de dados como GO, KEGG e eggNOG para definir os papéis biológicos dos genes e as vias metabólicas.
- Sequências Repetidas e Previsão CRISPR: Detetar estruturas genómicas complexas e sistemas de defesa bacteriana para obter insights funcionais aprofundados.
Análise Avançada e Aprofundada – Extraindo Insights Biológicos Adicionais
- Predição de Vírus e Fagos: Identificar sequências de profagos potenciais dentro de genomas bacterianos para revelar interacções microbianas.
- Análise de Fatores de Virulência e Genes de Resistência: Detetar precisamente genes de virulência e resistência a antibióticos para apoiar estudos de patógenos e monitorização da resistência.
- Análise de Enzimas Ativas em Carboidratos (CAZy): Explore genes que codificam enzimas metabólicas, ajudando na investigação de enzimas industriais e metabolismo.
- Proteínas Transmembrana e Predição de Péptidos Sinalizadores: Prever proteínas de membrana chave e péptidos sinalizadores para auxiliar na descoberta de alvos de fármacos e estudos funcionais.
- Genómica Comparativa: Realizar árvores filogenéticas, agrupamento de famílias de genes e análise de sintecnia para estudar a evolução de estirpes e diferenças funcionais.
Requisitos de Amostra para Genoma Bacteriano Completo de novo Sequenciação
| Tipo de Amostra | Descrição do Requisito |
|---|---|
| Quantidade Total de DNA | ≥ 10 μg |
| Concentração de DNA | ≥ 80 ng/µL |
| Pureza do DNA | Relação OD260/OD280 entre 1,8 e 2,0 |
| Integridade | Sem degradação visível ou contaminação de RNA; verificado intacto por eletroforese em gel. |
Recomendações para Submissão de Amostras:
- Utilize tubos de centrífuga de baixa ligação, livres de DNases, como os tubos Eppendorf de 1,5 mL, para armazenar amostras.
- Para transporte a curto prazo, mantenha as amostras refrigeradas com bolsas de gelo; para transporte mais prolongado, utilize gelo seco.
- Identifique claramente cada amostra com um número identificável.
Aplicações do Genoma Completo de Bactérias de novo Sequenciação
O Nosso Genoma Bacteriano Completo de novo O serviço de sequenciação oferece uma visão abrangente dos genomas bacterianos, apoiando uma ampla gama de áreas de investigação:
- Mecanismos de Resistência a Antibióticos
Localizar precisamente ilhas de genes de resistência, como as β-lactamases, ajudando na compreensão da resistência a medicamentos e orientando intervenções em saúde pública. - Rastreamento da Evolução da Virulência
Analise a transferência horizontal de fatores de virulência para apoiar estudos sobre a evolução de patógenos e mudanças na virulência. - Otimização de Tensão Industrial
Identificar genes de vias metabólicas chave para aumentar a eficiência da fermentação e melhorar cepas bacterianas. - Mecanismos de Adaptação Ambiental
Revelar estratégias de sobrevivência de bactérias em ambientes extremos, beneficiando a pesquisa ecológica e ambiental. - Identificação de Novas Espécies
Construa perfis genómicos completos para facilitar a taxonomia microbiana e a descoberta de novas espécies.
Por que escolher a CD Genomics para Genoma Completo Bacteriano de novo Sequenciação?
A CD Genomics oferece um serviço confiável e completo, com alta qualidade, rápida execução e análise abrangente para genomas completos de bactérias. de novo sequenciação. O nosso foco vai além da sequenciação, garantindo uma qualidade de dados de topo e resultados biologicamente significativos.
- Estratégia de Sequenciamento Integrado Multi-Plataforma
Combine as forças das plataformas PacBio HiFi, Oxford Nanopore e Illumina para alcançar montagens genómicas de alta precisão e completas. - Pipelines de Montagem e Correção Personalizadas
Personalize os protocolos de montagem com base nas características da amostra, aplicando várias rondas de correção de erros utilizando dados brutos de terceira geração, auto-alinhamento e polimento de dados de segunda geração para garantir sequências finais altamente precisas. - Análises Bioinformáticas Abrangentes
Desde o processamento de dados brutos até a anotação funcional, filogenética, genes de resistência, fatores de virulência e vias metabólicas, as nossas análises apoiam diversos objetivos de investigação. - Sistema de Controlo de Qualidade Rigoroso
Siga protocolos padronizados desde a receção da amostra até à preparação da biblioteca, sequenciação e controlo de qualidade da montagem, garantindo uma entrega de dados consistente e fiável. - Relatórios de Dados Claros, Visuais e Acionáveis
Forneça gráficos fáceis de interpretar e ficheiros de anotação estruturados, facilitando análises posteriores e a preparação de manuscritos. - Suporte Técnico Dedicado
Receba orientação especializada ao longo do seu projeto, incluindo design experimental, interpretação de dados e resolução de problemas, ajudando-o a navegar suavemente por desafios de análise complexos.
Resultados da Demonstração
Os resultados parciais estão mostrados abaixo:
Distribuição da qualidade da base
Distribuição de conteúdo base
Número de SNP partilhado entre amostras
Distribuição dos tipos de mutações SNP
Estatísticas de gráfico de setores das anotações SNP
Distribuição do comprimento de InDels
Genoma Completo Bacteriano de novo Perguntas Frequentes sobre Seq
1. Quais indicadores podem ser utilizados para avaliar a montagem do genoma bacteriano?
Os indicadores comuns para a qualidade da montagem do genoma incluem N50 do andaime, N%, número de andaimes e o número total de pares de bases.
2. Como alcançar um espaço zero?
Atualmente, o mapa de sequência completo de mais de 90% das estirpes bacterianas pode ser construído utilizando uma combinação dos sistemas Illumina HiSeq e PacBio SMRT. O sistema Pacbio RS II pode alcançar a montagem completa do genoma, mesmo nas regiões de alto ou baixo conteúdo de GC, bem como em sequências repetitivas. O mapa de sequência completo das restantes 10% das estirpes bacterianas pode ser obtido com dados de sequenciação Sanger. A CD Genomics completou centenas de casos de montagem de genomas bacterianos sem lacunas.
3. É viável completar um genoma bacteriano utilizando apenas plataformas de sequenciação de moléculas únicas de terceira geração?
Não, não é viável. Pequenos fragmentos de plasmídeo (aproximadamente 20 kb) podem ser perdidos durante o processo de construção da biblioteca. Além disso, certas regiões do cromossoma podem não ser sequenciadas devido a problemas de probabilidade de amostragem ou degradação da amostra.
4. Como podemos garantir a precisão da montagem dada a baixa precisão de base única das plataformas de sequenciação de moléculas únicas de terceira geração?
A precisão de base única dos dados de sequenciação de moléculas únicas de terceira geração varia entre 87% e 92%. Para garantir a precisão da montagem, podemos empregar o seguinte processo em três etapas:
- Antes da montagem, corrija os dados de sequenciação aproveitando a sobreposição entre as sequências de sequenciação de moléculas únicas de terceira geração.
- Após a montagem, utilize dados de sequenciação de moléculas únicas de terceira geração para corrigir as sequências montadas.
- Após a segunda correção, utilize de segunda geração de alta qualidade. sequenciação de alto rendimento dados para correção adicional dos resultados montados.
Ao aplicar este processo de correção em três etapas, a precisão da montagem final pode ultrapassar 99,99%.
5. Como é que a sequenciação de long-read aborda regiões repetitivas em genomas bacterianos?
Os comprimentos de leitura estendidos de 15-25kb oferecem uma solução única:
- Eles abrangem efetivamente e cobrem totalmente unidades repetitivas, como elementos IS e clusters de rRNA.
- Evite quebras de montagem comumente causadas por sequenciação de leituras curtas.
- Demonstrou mais de 99% de completude de montagem em áreas de sequência repetitiva.
6. É necessário um experimento separado para a deteção epigenética (6mA/4mC)?
Não, não há necessidade de experiências adicionais. Com a tecnologia PacBio HiFi:
- As modificações de base são capturadas nativamente sem a necessidade de preparação de bibliotecas extra ou esforços de sequenciação.
- Fornece diretamente um mapa abrangente de metilação do genoma completo.
- Sensibilidade: Detecta locais com uma frequência de modificação de ≥85% com mais de 95% de precisão.
7. O conteúdo de GC anormal (<20% ou >80%) afeta os resultados?
A tecnologia PacBio neutraliza o viés de GC:
- Garante que as diferenças de cobertura nas regiões de 15-85% de GC estão abaixo de 5%.
- Não é necessária a otimização de bibliotecas especializadas.
Genoma Completo Bacteriano de novo Estudos de Caso Seq
Destaque de Publicação do Cliente
Análises Fenotípicas e de Sequência do Genoma Draft de um Paenibacillus sp. Isolado do Trato Gastrointestinal de um Lobo Cinzento da América do NorteCanis lupus)
Diário: Microbiologia Aplicada
Fator de Impacto: ~4,5 (2023)
Publicado: 23 de setembro de 2023
Fundo
A doença inflamatória intestinal canina (cIBD) carece de tratamentos eficazes, com a disbiose intestinal a ser um fator chave. Lobos cinzentos (Canis lupus), os ancestrais dos cães domésticos, abrigam uma microbiota intestinal única que pode ter sido perdida durante a domesticação. Este estudo isolou um formador de esporos Paenibacillus cepa sp. de um trato gastrointestinal de lobo selvagem, caracterizando o seu potencial probiótico para o tratamento de cIBD.
Objetivos do Projeto
- Isolar e Fenótipo: Recuperar formadores de esporas resistentes ao cloroformo do trato gastrointestinal de lobos; avaliar a atividade antimicrobiana.
- Análise Genómica: Sequenciar e anotar o genoma para identificar genes associados a probióticos.
- Tipagem Filogenética: Determinar a identidade taxonómica e as relações evolutivas.
Serviços da CD Genomics
Como parceiro de genómica, a CD Genomics forneceu:
- Sequenciação do Genoma Completo (WGS)
- Plataforma: Illumina NovaSeq (leitura de 400 Mbp).
- Cobertura: Montagem em rascunho (7.034.206 pb).
- Preparação da Biblioteca: Extração de DNA.
- Bioinformática Análise
- Montagem e Anotação: Pipeline JGI IMG/MER para previsão de genes (6.543 genes).
- Anotação Funcional: categorização COG, análise de domínios conservados (CD-Search).
- Deteção de Profagos: Ferramenta de Pesquisa de Fagos (PHASTER) para sequências lisogénicas.
- Filogenética: BLAST+/MEGA para tipagem de 16S rRNA; Mugsy/RAxML para filogenia de genoma completo.
Principais Conclusões
- Fenótipo Probiótico Validado
- Atividade Antimicrobiana: Inibida Staphylococcus aureus, Escherichia coli, e Micrococcus luteus (Figura 1B, Figura Suplementar S1).
- Produção de enzimas: hidrólise do amido (Figura 1A), atividade de lipase e celulase confirmada.
- Perfil de Segurança: Sensível a antibióticos (tetraciclina, eritromicina); nenhum gene de toxina detetado.
- Insights Genómicos através do WGS da CD Genomics
- Genes Antimicrobianos: Bacteriocinas (5), lantibióticos (6), quitinases (2), lisinas (22), amidases (42) (Tabela 1).
- Enzimas Metabólicas: Alfa-amilase, celulase, lipases, liase de pectina—críticas para a digestão de carboidratos.
- Esporulação: 133 genes para a formação/germinação de esporos (aumentando a sobrevivência probiótica).
- Elementos Virais: 48 genes derivados de fagos (não funcionais, potencial antimicrobiano).
- Classificação Taxonómica
- Tipagem de 16S rRNA: 99% de identidade com Paenibacillus xylanexedens PAMC 22703.
- Filogenómica: Parentes mais próximos: P. amylolyticus SQR-21 (associado de trigo resistente à seca) e Paenibacillus sp. OVF10 (isolado de planta medicinal) (Figura 3).
Figuras Referenciadas
Figura 2. Análise de domínio conservado: (A) Casca externa do esporo, (B) Proteína de esporulação K, (C) Ligação à penicilina, (D) Síntese de antibióticos.
Figura 3. Árvore filogenética de ClWae2A e relacionados Paenibacillus spp. (Bootstrap >83%).
Implicações
- Desenvolvimento de Probióticos: A formação de esporos do ClWae2A, a inibição de patógenos e as enzimas digestivas de carboidratos posicionam-no como um candidato para o tratamento da IBD canina.
- Restauração do Microbioma: A reintrodução de bactérias derivadas de lobos pode contrariar a disbiose causada pela domesticação.
- Genómica de Precisão: A WGS da CD Genomics permitiu a identificação de marcadores de segurança (sem toxinas) e genes funcionais (antimicrobianos/enzimas), reduzindo o risco no design de probióticos.
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