漫談單細胞全基因組定序分析系列文章-選擇適合WGA分析方法
前言: 踏出單顆細胞基因組分析的第一步
1. 哪一種WGA方法適用您的單細胞基因研究呢?
2. 擴增前樣品是單顆細胞,還是微量純化過的DNA?
3. 雙倍體基因體學,ADO影響分析結果
4. 樣品是新鮮或是固定過後的細胞,影響DNA模板完整性
5. 持續優化的單顆細胞基因組分析流程
WGA 產物可進行多樣化的分子分析,依據分析方式需求的基因體倍數,大致分成兩部份
第一部分:單倍體基因體學
- Single nucleotide polymorphisms (SNPs)
- Copy Number Variation (CNVs)
第二部分:雙倍體基因體學
- Homozygous SNPs and insertions/deletions (INDELs)
- Heterozygous SNPs and INDELs
- Copy Number Variation (CNVs)
- Loss of heterozygosity (LOH)
於單倍體基因體學,唯一可能導致分析錯誤的來源為 WGA 的 DNA 聚合酶保真度與擴增產物的代表性。
於雙倍體基因體學,除偵測各股 DNA 本身外,還需與另一股 DNA 對照,因此挑選的 WGA 方法除了需具備高保真度 DNA 聚合酶、擴增產物代表性外,還需能確實依比例平均放大 alleles。
為了於單顆雙倍體細胞,例如人類細胞,所做的基因體分析正確性,需要確保所選擇的 WGA 方法對於一對 alleles 中的某個無偏好性,否則擴增產物將無法正確反應細胞真實的 alleles 情況。
若 alleles 受到不平均放大,將會導致 Allelic dropout (ADO) 產生,因 ADO 會導致 alleles 層級的定序錯誤,因此 ADO 對定序結果正確度的影響遠大於 DNA 聚合酶保真度。
相比起其他 WGA 方法,Ampli1 WGA kit 為優化其處理單顆細胞的能力,使用對人類細胞特別設計的限制酶處理 genome,配上高校對能力聚合酶 (error rate <10 -5) 與高重複性、控制性放大過程,使單顆細胞的 WGA 產物 ADO rate 降至最低。
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%ADO Measured | |||||
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Papers WGA | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2016 |
(5) Binder V et al | (9) Huang L et al | (3) Babayan A et al | (10) Borgström E et al | (4) Normand E et al | |
WGS | WGS | WES | WES | STR | |
Ampli 1™ | 2% | 9% | 7-9% | 6% | |
PicoPlex | 24% | 65-98% | 49% | ||
MALBAC | 21-28% | 18-47% | |||
GenomePlex | 76% | 69% | |||
Repli-G | 33-38% | 100% | 93-95% |
從歷年多篇論文比較可看出,相較於其他 WGA 方法,Ampli1™ WGA Kit 於 ADO 部份具有最佳表現。