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基因组学研究

       基因作为遗传物质的基础,基因组学的研究显得尤为重要。现阶段寻找和发现有价值的生物标记物已经成为目前研究的一个重要热点。

      基因组水平的生物标志物主要有SNP、CNV、SV等几种,最终在表型上均体现为个体差异,如人类中黑人与白人的差异、蓝眼睛与黑眼睛的差异、健康人与遗传病人的差异等,动植物中低产与高产的差异、易倒伏与抗倒伏的差异等,其中最为普遍的多态性就是单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),也就是说指的是同一物种不同个体间染色体上遗传密码单个碱基的变化引起的DNA序列多态性。以Human为例,SNP占已知多态性的90%以上,每300-1000bp就有一个SNP。


SNP的应用极为广泛:

1. 人类疾病方面,特异的SNP与某些疾病相关,SNP在医学领域的发现和应用,能为复杂疾病的基因定位带来重大突破,还能为疾病遗传机理的阐明做出重要贡献。

2. 农业生产方面,SNP在作物、家畜遗传图谱的构建,功能基因研究,性状与基因关联分析,分子标记辅助选择育种,种质资源鉴定等方面的应用具有巨大潜力。

3. 其他方面,如法医学,SNP作为数量最多的一类遗传标记用于基因分型,可在个人识别,亲权鉴定方面发挥重要作用。


SNP研究思路总体可分为以下三大部分:


图片 1.png


我司为广大研究工作者提供完整SNP研究解决方案,前期可通过Affymetrix高通量芯片筛选得到与性状相关的候选SNP位点,后期通过LGC KASP SNP分型技术扩大样本验证SNP位点,最终找到与研究目的关联的有意义的SNP。


CNV——Copy Number Variations,拷贝数变异,作为一项重要的生物标志,染色体水平的缺失、扩增等变化已成为许多疾病或重要形状研究的热点,以Human为例,异常的DNA拷贝数变化(CNV)是许多人类疾病(如癌症、遗传性疾病、心血管疾病)的一种重要分子机制。然而传统的方法(比如核型分析,FISH等)存在操作繁琐,分辨率低等问题,难以提供变异区段的具体信息。


     我司采用Affymetix CNV研究芯片针对不同类型样本提供CNV研究技术服务,详见具体服务内容。

  • KASP SNP分型服务


    KASP Kompetitive Allele Specific PCR)—— 竞争性等位基因特异性PCR,可在广泛的基因组DNA样品中(甚至是一些复杂基因组的DNA样品),对SNPs(single nucleotide polymorphisms,单核苷酸多态性)和特定位点上的InDels进行准确的双等位基因评分。全球各大种业公司选用,2000多篇专业文献认可的成熟技术。


    1. 优异的准确性和检测结果

    -     独立评价的准确性>99.8%

    -     业内领先的SNP&Indel分析的转化率(>90%)

    2. 超强的灵敏度

    -      实验设计的高度灵活性带来更高的成功率

    3. 前所未有的低成本

    -    无需昂贵的双色标记探针

    -    最低的DNA样本需求(根据基因组大小不同只需约0.1-10ng)


    KASP分型原理

     

    KASP原理.png 


    样本要求


    1.  样本抽提

    所有样本DNA均采用相同方法,相等质量和数量的组织或其他材料进行提取,浓度均一

    2.  样本纯度

    OD 260/280值应在1.7~1.9 之间, 不含有其它个体或其它物种的DNA污染

    3.  样本浓度

    不低于10ng/ul

    4.  样本总量

    视需要检测的SNP数量及物种类型而定

    5.   存放、运输

    样本DNA使用全裙边96孔板储存并低温运输,DNA样本存放、运输-贝晶生物.pdf

     

    服务流程


    KASP技术服务步骤
    1. 样本DNA质量控制抽检
    2. 用甲方提供的阳性对照样本对所有KBD引物的验证实验,若无阳性样本,则利用一块待测样本板进行引物测试
    3. 用经验证成功的引物进行基因分型实验:包括DNA样本的孔板复制、干燥、PCR体系分液、孔板封膜、热循环水浴PCR以及基因分型数据读取
    4. 数据处理和结果报告 


    数据报告


    项目合格标准

    基因分型call   rate>90%

    数据报告

    统计数据:统计每块样本板中每个SNP位点的基因分型结果。

    分型结果:记录了每块样本板中每个样本对应SNP位点的基因分型情况及位点等位频率统计

    报告格式

    以Excel格式打开,同时也可以用免费软件SNPviewer查看基因分型聚类图


    高通量操作平台和强大的实验室信息管理系统——Kraken保证项目高效、标准化、自动化进行


    3.jpg


  • OncoScan芯片服务

            实体瘤的拷贝数分析对于癌症的诊断、预后以及治疗方案选择的重要性显升。OncoScanTM FFPE 芯片系列能够从质量有限的、高度变性和降解的福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-fixed Paraffin-embedded, FFPE)样本的DNA中准确测定实体瘤中的拷贝数变化 (Copy Number Variation, CNV) 和等位基因不平衡,包括杂合性缺失 (Loss of Heterozygous, LOH) 等信息。


            在实体瘤研究中,FFPE 样本由于容易存储而占绝大多数,而 FFPE样本存在高度降解、获得的DNA数量有限的问题,从实体瘤组织中获得全基因组拷贝数和杂合性缺失信息,一直是一个巨大的挑战。传统的FISH和PCR技术存在分辨率低、位点有限的瓶颈,下一代 测序技术虽然也能用于突变检测,但要从异质性的FFPE样本中获得全基因组拷贝数信息,仍面临目标富集和深度测序的重大挑战。

    芯片特点

    1. 只需要 80ng的起始DNA

    2. 对高度降解的(>=100 bps) FFPE 样本也同样适用

    3. 统一的参考数据探针设计-全基因组芯片

    加密覆盖 ~900 个癌症基因(50kb-100kb)

    全基因组范围的覆盖(300kb-400kb)

    全基因组LOH (3-10Mb)检测能力在9个基因中检测74种获得性细胞突变(SM) 嵌合体分析(肿瘤比例大于20%)

    4. 最广的拷贝数变异范围, 0, 1, 2, 3, 4, 5-6, 7-10, 11-20, 20-50, 最高可以检测50倍变异

    芯片种类

    芯片名称

    区别

    OncoScan® FFPE Assay Kit  

    前者含有获得性突变 panel,覆盖 9 个基因 (BRAF、KRAS、EGFR、IDH1、IDH2、PTEN、PIK3CA、NRAS、   TP53) 中的 74 个突变

    OncoScan® CNV FFPE Assay Kit  

     

    技术原理

         此类芯片利用分子倒置探针 (MIP) 技术,这是一种分析拷贝数变化、杂合性缺失和检测获得性突变的成熟技术。

    1.jpg

      blob.png针对基因组SNP设计的同源序列探针     blob.pngTAG标签     blob.pngDNA目标片段

      blob.png通用引物            blob.png   blob.png酶切位点


    样本要求

    FFPE样本

    3μm≤FFPE厚度一般≤10μm,每片表面积≥250mm2,要求去除石蜡包埋块中暴露在空气中的前2-3张切片,至少需要10张切片,每5-8张切片放入一个1.5mL离心管中,冷链运输。

     

    DNA

    请使用柱纯化后的DNA,提供的DNA必须满足如下条件:

       绝对不能溶于水中,一定要溶于ATE buffer或者1*TE Buffer(10mM Tris和0.1mM的EDTA,pH8.0)

       没有扩增过

       没有抑制剂(包括肝素、枸橼酸钠、高浓度的EDTA等)

       最好无盐

       无污染

       请提供至少300ngDNA,浓度至少为30ng/μL的DNA浓度测定结果数据;测定浓度要求使用荧光测定法(如Qubit、PicoGreen等),绝对不能用NanoDrop2000测定。


    服务流程

    1. 基因组DNA纯化、质控

    2. 样本处理(Anneal、Gap fill过程)

    3. 扩增反应及产物的纯化

    4. 扩增产物的片段化及其标记

    5. 基因芯片杂交反应、扫描、数据处理


    检测报告内容

    原始数据

    CEL文件、OSCHP文件及芯片扫描原始图像

    质检报告

    DNA样本质检报告、Affymetrix软件给出的芯片质检报告

    数据分

    析结果

    以Excel表格或文本文件及图像格式提供给甲方所有样品CNV/LOH区段、位置、大小及数据库信息。

    根据SNP位点信息判断LOH的亲本来源(需同时提供亲本芯片数据)

    参考资料

    芯片数据解读说明性文件及实验流程等


  • CytoScan芯片服务


       细胞遗传学 (Cytogenetics),就是研究 DNA 变异与疾病等之间关系的科学。传统的细胞遗传学,例如核型分析或者各种现代技 术,虽然具有全局性的优点,但是其较低的分辨率越来越不能适应现代科研和临床检测的要求;而荧光原位杂交 (FISH) 等技术,虽然 分辨率有所提高,但是却不是全局性的检测工具。


           鉴于此,Affymetrix 公司所推出的新一代细胞遗传学解决方案,即达到了全局性地扫描基因组的目的,又具有极高的分辨率,将 拷贝数和 SNP 信息相结合。从而不遗漏检测对象全集因组范围内任何极细小的变化,同时还提供了完全免费、界面友好的分析软件 (CHAS),方便临床医师和科研人员对遗传疾病、致病机制和产前产后等领域进行研究。该产品可以分析染色体(微)缺失、(微)扩增等,同时还可以用于疾病如肿瘤的研究。


    业界密度最高的细胞遗传学芯片,含有超过270万种探针,包括:
    75万种可以分型的SNP探针
    195万个拷贝数探针


    为真实SNP分型实验而设计,能得到分型结果

    能进行单亲二倍型 (UPD) 遗传病、杂合性丢失 (LOH)、家系研究以及血缘关系鉴定等方面工作。

    例如可在拷贝数等于“2”看 似正常的 DNA 区域中发现 LOH;以及鉴定子代每一个 DNA 区域的父母亲本来源等等

    针对有明确遗传线索的表型分析的芯片,适合常见遗传病的筛查

    共能检测到 750000 个生物学标志物,其中:200000 个 SNP 标志物,550000 个非多态标志物

    分析与人类疾病最相关的遗传与结构变异
    影响人表型的许多类型和大小的基因组结构变异可以用此芯片检测 (复制、缺失、扩增、LOH)
    已知的所有的具有重要意义的细胞学区域可以得到检测


        CytoScan Optima芯片

          CytoScan® Optima Suite在设计上融合了全世界众多细胞遗传学家的专业意见,并根据CytoScan® Cytogenetics Suite系列芯片的经验进行优化。CytoScan® Optima 芯片有着全基因组的覆盖度,并且在与产前和围产期应用相关的396个关键基因区域有着更高的探针覆盖度。

     共能检测180,18个CN和148,450个SNP标记

    可应用于产前及流产物样本中CNV的检测,等位基因不平衡的检出,中性拷贝数变异(AOH/LOH)的    鉴定,并确定染色体费平衡易位的发生

      由绒毛、羊水、培养细胞、POC以及血液样本组成的内置参考文件

      样本要求

      全血,细胞系,精液或者组织:应确保DNA的各种来源可以抽提出5µg DNA

      细胞样本一般要求提供≥ 1×107 个细胞数/样品

      全血一般≥1000µL

      组织量一般≥100mg。不建议用包埋或者固定后的组织。请避免反复冻融!


      DNA:请提供柱纯化后的DNA, 提供的DNA必须满足如下条件:

       没有扩增过

       没有抑制剂

       最好无盐

       无污染

       没有发生明显降解

       请提供5µg DNA,以及电泳鉴定图(配上常用分子量Marker)


      服务流程

    技术服务步骤

    基因组DNA纯化

    基因组酶切及与Adaptor连接反应

    扩增反应及产物的纯化

    扩增产物的片段化及其标记

    基因芯片杂交反应、扫描、数据处理

    检测报告内容

    原始数据

    CEL文件、CYCHP文件及芯片扫描原始图像。

    质检报告

    DNA样本质检报告、CHAS软件给出的芯片质检报告。

    数据分

    析结果

    以Excel表格或文本文件及图像格式提供给甲方所有样品CNV/LOH区段、位置、大小及数据库信息。

    根据SNP位点信息判断LOH的亲本来源(需同时提供亲本芯片数据)。

    参考资料

    芯片数据解读说明性文件及实验流程等。

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