接头信息知多少?这篇文里找
接头作为文库构建中必不可少的一部分,随着高通量测序技术的日益发展,也在不断的更新。面对市场上令人眼花缭乱的、不同种类的接头,大家是否会茫然无措,不知如何选择呢?接下来就跟随小编一起,盘一盘接头的那些事儿。
复习一下,接头是什么?
接头是建库过程中在DNA片段两端加上能够与测序仪配合测序的一段核苷酸序列。如下图所示为一个完整的双端Index文库,其中蓝色框标记的为接头。
图1. 文库的一般结构
接头产品琳琅满目,我咋选呢?
小编大致将这些接头分了以下几类:
①根据Index位置的不同,接头可以分为单端接头和双端接头。
单端接头:只在P7端存在Index序列;
图2. 单端Index示意图
双端接头:P5和P7两端均存在Index序列;
图3. 双端Index示意图
一般而言,Index序列的碱基数为6 nt或8 nt。以8碱基Index序列为例,单端Index组合理论上可以有48种,双端Index组合理论上可以有416种。考虑到测序时Index组合要满足碱基平衡和激光平衡原则,实际可供选择的Index种类为数不多。但总体来说,双端接头的种类依旧远远多于单端接头,所以大家可以根据自己的样本量的大小来选择单/双端接头。
② 根据能否构建PCR-free文库,接头又可以分为完整接头和不完整接头。
图4. 完整接头与不完整接头的不同扩增方式
完整接头通过TA连接的方式连接到待测DNA片段两端,在文库产量足够的情况下,可不进行PCR扩增直接上机测序,即可构建PCR-Free文库;
不完整接头通过TA连接的方式连接到待测DNA片段两端后,必须使用与短接头互补的Indexing Primers进行PCR扩增成为完整接头后,才能上机测序(小编在此要敲黑板了!使用不完整接头时,文库扩增阶段一定要使用的是接头试剂盒中的含有index序列Primer,而不是不含index序列的通用Primer)。
③ UDI & UMI
为了解决Patterned Flow Cell(Hiseq系列、Novaseq等)中凸显的标签跳跃问题,Illumina提出了“Prepare dual Indexed libraries with unique Indexes”的策略,即在文库的P5和P7端带上独特的标签—UDI(Unique dual Index),采用P5与P7端Index一一对应成组设计的方式,两端交叉验证,能够有效降低Index错误分配的现象。
图5. UDI解决标签跳跃与错配问题
为了从cfDNA中找到低频突变、避免假阳性,引入UMI(Unique Molecular Identifiers)——通过对原始DNA分子片段进行标记,验证测序结果在原始DNA序列上的一致性,进一步剔除假阳性突变,提高低频突变检出。
图6. UMI助力低频突变检出
如上图6-(1)所示,建库扩增或者测序过程中部分碱基发生了突变(标红的碱基),这部分突变其实就是假阳性突变。当经过UMI校正后,这两个假阳性突变可以被剔除掉。而图6-(2)中当真实的低频突变(最右侧的T)与假阳性突变(标红的碱基)同时存在时,通过UMI矫正,不仅保留真实突变(最右侧的T),也可以剔除假阳性(标红的碱基),从而提高了低频突变检出的准确性。图6-(3)中,当不含UMI标签时,无法对真实的突变(最右侧的T)与假阳性突变(标红的碱基)进行区分,最后会得到很多可能的序列,但这些序列并不能反应样本的真实情况。
关于UDI&UMI的具体原理都整合在这一篇推文里<UDI&UMI的相关介绍传送门:上新品 | 肿瘤低频突变检测必备利器——双端UDI UMI接头>。
Index选择需谨慎,平衡小工具来帮忙
Index/Barcode 的选择是一门技术活。如果Index/barcode 组合不佳,标签序列测序质量下降,部分或者全部标签碱基识别不正确,将导致部分数据无法归属到任何一个样本,成为 undetermined数据,造成浪费。
为此,我们重磅推出Index平衡小工具。双平台通用(Illumina平台与华大平台),根据自己的文库数量,选择所用的接头货号,或者自主输入Index序列,2-3 min即可出结果,是不是超级方便!
使用方法附上——登录网址:http://cloud.vazyme.com:83,工具栏搜索 “BARCODE_INDEX_SELECT_2.0”,进入小工具(就是下图7),页面右侧附有使用说明,在使用过程中如遇到任何问题欢迎咨询身边的诺唯赞人。
图7. Index平衡小工具
Sample sheet填写
详细内容参考往期推文<Sample sheet填写传送门:干货 | NovaSeq 测序试剂的Sample sheet填写,你学废了吗?>
正确填写Index信息,不仅可以避免我们数据拆分时出现正反向拆分的重复性工作,而且也能够避免因Index方向填写错误而造成不同文库之间的污染。
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