高通量测序服务简介PPT

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第二代测序技术ppt课件

第二代测序技术ppt课件
第二代高通量测序技术简介
▪ 四大高通量测序平台
Solexa,454 (GS-FLX), SOLiD和Polonator
测序原理
合成法测序(Sequencing by Synthesis) 连接法测序(Sequencing by Ligation)
454 (GS-FLX)
▪ Roche:(2005,2007,2008)
SOL2、油包水PCR

SOLiD流程
▪ 3、含DNA模板P1磁珠的固定
SOLiD流程
▪ 4、SOLiD双碱基编码原理及测序流程
SOLiD流程
▪ 4、SOLiD双碱基编码原理及测序流程
SOLiD流程
5. 数据分析原理
Polonator
▪ 4、数据分析:GS FLX系统在10小时的运行 当中可获得100余万个读长,读取超过4-6亿 个碱基信息
Solexa-Illumina Genome Analyzer
▪ 核心技术:“DNA簇”和“可逆性末端终止” 。
▪ 原理:将基因组DNA的随机片段附着到光学透明的 玻璃表面(即Flow cell),这些DNA片段经过延伸 和桥式扩增后,在Flow cell上形成了数以亿计 Cluster,每个Cluster是具有数千份相同模板的单 分子簇。然后利用带荧光基团的四种特殊脱氧核糖 核苷酸,通过可逆性终止的SBS(边合成边测序) 技术对待测的模板DNA进行测序。
Polonator流程
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▪ 原理:在DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光 素酶和双磷酸酶的作用下,将每一个dNTP的 聚合与一次化学发光信号的释放偶联起来, 通过检测化学发光信号的有无和强度,达到 实时检测DNA序列的目的。

高通量测序技术简介

高通量测序技术简介
使用高分辨率成像系统对测序芯片上的荧光 信号进行图像采集。
数据转换
将采集到的图像数据转换为对应的碱基序列 信息。
质量控制
对转换后的数据进行质量评估和控制,以确 保测序结果的准确性和可靠性。
数据输出
将最终测序结果以FASTQ等格式输出,供后 续生物信息学分析使用。
03
高通量测序技术平台
Illumina平台
伦理规范制定
制定高通量测序技术应用的伦理规范,确保 技术的合理、安全使用。
法规监管和政策支持
加强高通量测序技术的法规监管和政策支持, 推动技术的健康发展。
THANKS
感谢观看
Genia Technologies平台
采用基于光学干涉的测序技术,通过检测DNA分子在光学干涉仪中的干涉信号变化实 现测序,具有高精度、高灵敏度等优势。
04
高通量测序技术在基因组学研究 中的应用
全基因组重测序
定义
全基因组重测序是对已知基因组 序列的物种进行不同个体的基因 组测序,并在个体或群体水平上 进行差异性分析的方法。
该技术能够在短时间内产生大量的序 列数据,为基因组学、转录组学、宏 基因组学等领域的研究提供了有力支 持。
发展历程及现状
第一代测序技术
以Sanger测序为代表,具有读长较长、准确性高的优点, 但通量低、成本高,难以满足大规模测序需求。
第二代测序技术
以Illumina公司的HiSeq系列、Life Technologies公司的 SOLiD系列等为代表,实现了高通量、低成本的目标,广泛应
高通量测序技术简介
• 引言 • 高通量测序技术原理 • 高通量测序技术平台 • 高通量测序技术在基因组学研究中
的应用
• 高通量测序技术在临床医学中的应 用

高通量测序技术及原理介绍

高通量测序技术及原理介绍
– Shearing, ligate adapter
• Cluster generation
– Bridge PCR
• Sequencing on Genome Analyzer IIx
– RTA (Run Time Analysis)
• Analysis pipeline
– Offline analysis, alignment, SNPs calling, reads counting
Cluster generation: Bridge amplification
Bridge amplification cycle repeated till multiple bridges are formed
CONFIDENTIAL – DO NOT DISTRIBUTE
Cluster generation
Paired end sequencing
3’ ends are
blocked
forward strand is cleaved
CONFIDENTIAL – DO NOT DISTRIBUTE
Sequencing reverse strand
Hybridize sequencing
Perform sequencing on forward strand Re-generate reverse strand
Perform sequencing on reverse strand
CONFIDENTIAL – DO NOT DISTRIBUTE
Sample Prep - Resequencing
高通量测序技术及原理介绍
童贻刚 军事医学科学院 微生物流行病研究所 tong.yigang@

高通量测序技术及实用数据分析ppt课件

高通量测序技术及实用数据分析ppt课件

第三代测序:单分子测序
不同于第二代测序依赖于DNA模板与固体表面相结合然后边合成边测序,第三代 分子测序,不需要进行PCR扩增。
早在2008年,HelicoBio Science 公司的Harris等在Science上报道了他们开发的 TIRM(total internal reflection microscopy)测序技术。
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Ion Torrent测序技术:
使用半导体技术将生化反应与电流强度直接联系。在聚合酶反应时,每聚合 一个碱基会释放出相应的质子,引起周围环境PH的变化,将PH变化转化为 电流的变化,最终记录电流信号,获得测序序列。读长约200bp,根据芯片 不同可以一次产生10M-20G的数据。
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物上每一个dNTP的聚合与一次荧光信号的释放偶联起来,通过检测荧光的释放和强度,达到
实时测定DNA序列的目的。
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Hiseq2000/Hiseq1000(HIseq2500/Hiseq1500)平台简介: 原理:基于DNA单分子簇边合成 ➢ 将基因组DNA的随机片段附着到光学透明的玻璃表面(即Flow cell),这些DNA片段经过延伸
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常见的高通量测序测序平台
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焦磷酸测序技术:引物与模板DNA退火后,在dna聚合酶(DNA polymerase)、ATP硫酸化酶(ATP
sulfurytase)、荧光素酶(1uciferase)和三磷酸腺苷双磷酸酶(Apyrase)4种酶的协同作用下,将引
• 每一个k-mer作为图中一个节点,两 个k-mer如果在同一read中相邻,则 形成一个边。

高通量测序技术的类型原理及应用--ppt

高通量测序技术的类型原理及应用--ppt

高通量测序技术的优点
大规模平行测序(massively parallel signature sequencing,MPSS):它利用芯片进行测序,可以在
数百万个点上同时阅读测序,把平行处理的思想用到极 致。
成本低廉:利用高通量测序技术进行人类基因组测
序,耗资不到传统测序法的1%。
高通量测序技术的优点
第二代测序技术
原理:酶级联化学发光反应
1.首先将PCR 扩增的单链DNA 与引物杂交,并与DNA 聚 合酶、ATP 硫酸化酶、荧光素酶、三磷酸腺苷双磷酸酶、 底物荧光素酶和5'-磷酸硫酸腺苷共同孵育。
2.在每一轮测序反应中只加入一种dNTP,若该dNTP与 模板配对,聚合酶就可以将其掺入到引物链中并释放出 等摩尔数的焦磷酸。
类型及原理
目前,所说的高通量测序技术主要是指454 Life Sciences 公司、ABI 公司和Illumina公司推 出的第二代测序技术以及Helicos Heliscope TM 和Pacific Biosciences 推出的单分子测序技术。
第二代测序技术
2005年,454 Life Sciences 公司( 现已被Roche 公司收购) 首先推出了革命性的基于焦磷酸测序法 的超高通量基因组测序系统,开创了第二代测序 技术的先河。
高通量测序技术有完美的定量功能:这是因
为样品中某种DNA被测序的次数反映了样品中这种 DNA的丰度。这一点有望取代以前的基因表达芯片 技术用于基因表达的研究。
高通量测序技术的应用
大规模基因组测序 基因表达分析 非编码小分子RNA的鉴定 转录因子靶基因的筛选 DNA甲基化相关研究 其他
全基因组测序
高通量测序技术在发展初期由于读长较短,使 其在对未知基因组从头测序( denovo Sequencing) 的 应用受到限制,只能用于基因组重测序。

高通量测序技术及其在农业上的应用.ppt

高通量测序技术及其在农业上的应用.ppt

3.4 外显子组测序
外显子组是指全部外显子区域的集合,该区域包含 合成蛋白质所需的重要信息,涵盖了与个体表型相关的绝 大部分功能性变异,能够直接发现与蛋白质功能变异相关 的遗传突变 。
3.5小分子RNA测序
小分子RNA是一类长约20~30个核苷酸的非编码 RNA分子,其介导的转录后基因调控是植物中的一种新型 基因调控机制。
3.1 全基因组重测序
全基因组重测序是对已知基因组序列的物 种进行不同个体的基因组测序,并在此基础上对 个体或群体进行差异性分析。全基因组重测序的 个体,通过序列比对,可以找到大量的单核苷酸 多态性位点( SNP) 、插入缺失位点( InDel, Insertion/Deletion) 、结 构 变 异 位 点( SV ,Structure Variation) , 通过生物信息学手 段,分析不同个体基因组间的结构差异,同时完 成注释。
Moxon等利用454-FLX法分析了番茄叶片和果实 中的小分子RNA表达情况,结果表明: 番茄miR390 和 miR1917在果实中的表达量远高于在叶片中,而且 miR1917的靶基因LeCTR1在番茄成熟过程中应答乙烯 时表达量显著下调,因此认为这2个miRNA可能参与了番 茄果实的发育过程。
• 454技术最大的优势在于较长的读取长度,使得后继的序 列拼接工作更加高效、准确。
Illumina Solexa简介
• 桥式PCR • 边合成边测序 • 可逆终止物
HiSeq 2000
Solexa 的特点与主要应用
• 读长较短,100-150bp • 通量高,25G每天,120-150G每Run • 主要应用:RNA测序、表观遗传学研究
3.1.2 利用重测序技术鉴定突变体突变基因

临床医学技术培训PPT高通量测序与临床诊断

临床医学技术培训PPT高通量测序与临床诊断
肿瘤基因突变背景
肿瘤的发生和发展与基因突变密切相关,不同患者的基因突变情 况各异。
高通量测序技术应用
利用高通量测序技术对肿瘤患者的基因进行突变筛查,找出与肿瘤 相关的特定基因变异。
个性化治疗指导
根据患者的基因变异情况,制定针对性的治疗方案,提高治疗效果 和患者生存率。
案例三:新生儿基因筛查预防遗传性疾病
感谢观看
高通量测序原理
边合成边测序
利用DNA聚合酶和带有荧光标记 的dNTP,在DNA合成过程中实 时检测荧光信号,实现DNA序列
的测定。
桥式PCR扩增
将DNA片段固定在芯片上,通过 桥式PCR扩增形成DNA簇,提高 测序信号的强度和准确性。
可逆终止剂
使用可逆终止剂暂停DNA链的延伸 ,以便在每次反应中只加入一个 dNTP,确保测序的准确性。
DNA质量检测
利用凝胶电泳、分光光度计等方法对提取的DNA进行质量。
利用生物信息学方法对测序数 据进行处理和分析,包括序列 比对、变异检测、基因表达分 析等。
结果解读与报告
根据分析结果,结合临床信息 ,对疾病进行诊断、预后评估
或个性化治疗建议。
04
生物信息学在高通量测序数据分 析中应用
基因变异检测及注释方法
单核苷酸变异(SNV)检测
插入/缺失(INDEL)检测
通过比对测序数据与参考基因组,识别单 个碱基的替换、插入或缺失。
对组装得到的基因组进 行基因结构预测、功能
注释等分析。
基因结构预测
识别基因组中的编码区 、非编码区以及调控元
件等。
功能注释
对预测得到的基因进行 功能描述,包括基因产 物、参与的生物学过程
等。
转录组学和蛋白质组学数据分析

高通量测序技术及原理介绍ppt课件

高通量测序技术及原理介绍ppt课件

Bustard
• Base with highest corrected intensity is called
AC
G
T
CONFIDENTIAL – DO NOT DISTRIBUTE
C
Gerald
• Filtering removes low quality base calls
GEneration of Recursive Analyses Linked by
▪ Visualize the data, reports the results
Sequencing process
1 Library prep (~ 6 hrs)
2 Automated Cluster Generation (~ 5 hrs)
1-8 samples
3 Sequencing (~ 46 to 120 hrs)
1-8 samples
Fragment DNA Repair ends / Add A overhang
Ligate adapters Select ligated DNA
Hybridize to flow cell Extend hybridized oligos Perform bridge amplification
Solexa
Flow cell in GAIIx
Image re-analysis pipleline
Instrument PC
Images (.tif) Lane 1..8
Cycle 1..36
Tile_Cycle_Image_a, Tile_Cycle_Image_c, Tile_Cycle_Image_g, Tile_Cycle_Image_t

高通量宏基因组测序技术检测病原微生物的临床应用规范化专家共识ppt课件

高通量宏基因组测序技术检测病原微生物的临床应用规范化专家共识ppt课件
推动跨学科合作
鼓励微生物学、遗传学、临床医学等相关领域的专家加强跨学科合作, 共同推动高通量宏基因组测序技术在病原微生物检测中的临床应用和研 究进展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
样本质量
01
样本采集和处理环节对测序结果至关重要,需要严格
控制样本质量,避免污染和误差。
数据分析
02 高通量测序产生的数据量庞大,需要建立完善的数据
分析流程和标准,确保结果的准确性和可靠性。
技术更新
03
随着测序技术的不断发展和进步,需要保持对新技术
的关注和应用,不断提高检测水平和效率。
06 总结和展望
02 高通量宏基因组测序技术 在实验室的应用
样本收集和处理
样本选择
选择适当的临床样本,如血液、 尿液、呼吸道分泌物等,根据患 者的症状和疑似病原体进行针对
性收集。
样本处理
对收集到的样本进行适当的处理 ,如离心、过滤等,以去除杂质
和富集病原微生物。
核酸提取
采用合适的核酸提取方法,如磁 珠法、柱层析法等,提取样本中
未来高通量宏基因组测序技术在病原微生物检测中的潜力 和前景
技术迭代升级
随着技术的不断发展,未来高通量宏基 因组测序技术的检测精度、效率和成本 等方面将持续优化,为病原微生物检测 提供更加可靠的技术支持。
VS
多组学联合分析
宏基因组测序技术可以与其他组学技术( 如代谢组学、蛋白质组学等)进行联合分 析,深入挖掘病原微生物与宿主之间的相 互作用机制,为临床诊断和治疗提供更加 全面的信息。
05 案例分析和经验教训
案例介绍
案例背景
01
介绍某疫情的情况,包括疫情规模、影响范围、病原微生物特

高通量测序技术的类型原理及应用-ppt

高通量测序技术的类型原理及应用-ppt

纳米孔测序原理
概述
纳米孔测序技术利用电 场驱动DNA通过纳米孔, 通过检测电流变化来判 断DNA序列。
原理
DNA通过纳米孔时,不 同碱基对产生的电学信 号不同,根据信号差异 进行测序。
特点
单分子测序、实时检测、 便携式,适用于单分子 水平的基因组测序和变 异检测。
合成测序原理
概述
合成测序技术是通过连续添加碱基并检测产物来推断DNA 序列的技术。
特点
高通量测序技术具有高速度、高 准确性、高灵敏度、高通量和高 信息量等特点,能够快速获取大 量基因组序列信息。
高通量测序技术的发展历程
1977年
01
1986年
02
03
1990年
Sanger等提出DNA测序方法, 即双脱氧终止法,奠定了DNA测 序的基础。
Maxam和Gilbert提出另一种测 序方法,即化学降解法。
微生物多样性研究
高通量测序技术可以测定微生物群落的基因组序列,有助于研究微 生物多样性和生态学。
农业与动植物研究
作物育种与改良
高通量测序技术可以测定作物的基因组序列,为 作物育种和改良提供技术支持。
动物遗传资源保护
高通量测序技术可以检测动物的遗传变异,有助 于动物遗传资源的保护和评估。
生态学与进化研究
原理
合成过程中加入不同碱基的类似物,通过检测产物中特定 碱基的量来确定DNA序列。
特点
高精度、高分辨率、低成本,适用于基因组测序和SNP检 测。
光学图谱测序原理
概述
光学图谱测序技术利用光学显微镜和 分子标记技术对DNA进行定位和测
序。
原理
在DNA分子上标记荧光染料或量子 点等光学标记,通过光学显微镜观察

高通量测序服务与数据分析服务简介.ppt

高通量测序服务与数据分析服务简介.ppt

我们提供的数据分析服务(细致展开)
基本数据分析:

序列前处理工作,包括成对测序数据的序列匹配,裁减低质量部分,数据格式转换等 序列拼接,Scaffolding,对454数据的homopolymer进行修正等。 用多种主流基因预测软件预测基因并挑选最合适的代表基因结构。 tRNA/rRNA识别和分类。 基因组GC含量分析,并识别特异区域。 基因功能注释(包括同源注释和蛋白结构域识别)。 基因功能分类,参照Gene Ontology或COG标准(由用户指定标准)。

疾病相关或表型相关的人类基因组重测序
如华大之前做的炎黄计划,以及最近国际在进行的肿瘤基因组计 划等,一般是有较大科研经费实力的机构。
高通量测序数据分析服务适用范围

已进行高通量测序实验的机构,后续需要对所获
得的数据展开各种不同应用的研究。如基因组数据挖 掘、表达组的cSNP寻找、基因组的拼接与补洞、 miRNA的不同ion PCR:特定比例的单链
的,将基因组DNA/cDNA片段化处理至40080大部分磁珠磁珠携水的混合物, 每个独特的片断在自己的微反应器 里进行独立的扩增,而不受其他的供完整的生物信息学分析,直至可以进行文章投稿或结题 等,这点在各个高通量测序服务企业中是非常有优势的,因为很多客户测序 完成后,如果缺乏此环节,其成果水平下降,甚至出现数据烂在手中的情况, 并不是而事实上是因为缺乏分析环节的保障。
3、服务稳定。实验操作阶段的每个实验环节都有专门的人员负责,

生物信息高级分析:



提供图型化界面由用户人工确认基因结构和基因功能注释。 重复序列识别和分类。 基因家族识别和聚类。 基因功能聚类,参照FunCatDB标准。 代谢调控途径识别和重建。 转录因子(Transcription Factor)识别和分类分析。 分泌蛋白识别和分析。 蛋白激酶识别和分析。 转运蛋白(Transporter)识别和分析。 假基因(pseudogene)识别和分析。 SSR标记模式识别和预测。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
成后可以为客户提供完整的生物信息学分析,直至可以进行文章投稿或结题 等,这点在各个高通量测序服务企业中是非常有优势的,因为很多客户测序 完成后,如果缺乏此环节,其成果水平下降,甚至出现数据烂在手中的情况, 并不是而事实上是因为缺乏分析环节的保障。
3、服务稳定。实验操作阶段的每个实验环节都有专门的人员负责,
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高通量测序服务适用范围
mRNA或miRNA的表达组研究
进行高水准研究的医院、科研机构,涉及疾病样本、动物样本、 农业样本、微生物样本的表达组研究。
新物研究的科研机构,或对特殊物种(农业经济作物, 如烟草、葡萄等;有价值的微生物,如致病菌、垃圾处理菌、农 业土壤改良菌、工业工程菌株等)进行基因组研究的机构,包括 一些发酵相关企业。
更多相关内容不再展开
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应用举例
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应用举例
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应用举例
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高通量测序服务市场情况分析
大型知名品牌企业:
-华大基因。
-这类企业有完整的产业链,有着巨大规模的传统测序与二代 测序服务经验与市场拓展经验;但同时存在对具体客户服务不够 细致的缺点。
-2011年华大基因全球测序营业额1000000000元(人民币)
生物信息高级分析:
提供图型化界面由用户人工确认基因结构和基因功能注释。 重复序列识别和分类。 基因家族识别和聚类。 基因功能聚类,参照FunCatDB标准。 代谢调控途径识别和重建。 转录因子(Transcription Factor)识别和分类分析。 分泌蛋白识别和分析。 蛋白激酶识别和分析。 转运蛋白(Transporter)识别和分析。 假基因(pseudogene)识别和分析。 SSR标记模式识别和预测。
有完善的质控标准。
4、服务灵活。针对客户不同的需求在可行的前提下可以制定不同
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我们的优势
1、服务水准高。团队中有关高通量测序实验已经大量大型课题的锻炼,
包括大量基因组测序、转录组测序等等,并已有Nature、Science等高端杂志 文章数据分析经验,有一整套严格的实验质量标准和操作流程,且不断跟踪 国际最新的进展,可以在高起点为客户提供服务。
2、服务周到。技术团队中有专职的高通量数据信息分析人员,在测序完
miRNA测序 :
可对细胞或者组织中的全部Small RNA进行深度测序及定量分析等研究。用于作 用靶基因的预测和鉴定、样品间差异表达分析、miRNAs聚类和表达谱分析等科学 应用。
基因组测序:
1. 细菌基因组测序:对全新或不同菌株细菌基因组进行全测序研究。 2. 真菌全基因组测序(全新或不同菌株):对于真菌全基因组而言,可以得到到一个真
菌基因组的精细图(基因组覆盖度大于95%,基因区覆盖度达到98%以上,单碱 基错误率低于十万分之一)。 3. 全基因组重测序:全基因组重测序是对已知基因组序列的物种的个体进行 测序, 并在个体或群体水平进行差异分析的方法。基于全基因组重测序的分子育种,能 够快速的进行种质资源普查筛选,寻找到大量基因差异,实现遗传进化分析及重 要性状候选基因的预测。在全基因组水平上扫描并检测与动植物重要性状相关的 突变位点,具有重大的科研价值和产业价值。
疾病相关或表型相关的人类基因组重测序
如华大之前做的炎黄计划,以及最近国际在进行的肿瘤基因组计 划等,一般是有较大科研经费实力的机构。
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高通量测序数据分析服务适用范围
已进行高通量测序实验的机构,后续需要对所获
得的数据展开各种不同应用的研究。如基因组数据挖 掘、表达组的cSNP寻找、基因组的拼接与补洞、 miRNA的不同样本的表达差异分析等等。
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高通量测序数据分析简介
随着第二代测序技术的广泛应用,海量数据不 断产生,包括大量的各类测序结果,需要凭借 专业的人员和方法对数据进行各种分析和统计, 才能得到有效的所需信息。
基于超级计算机、雄厚的生物信息学分析 经验与实力,欣景生物建立了成熟的高通量
测序数据的分析流程,有着经验丰富的生物信
息学分析人员,可提供针对各类二代测序数 据的深层数据分析服务。
高通量测序服务与数据分析服务简介
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高通量测序简介
高通量测序技术(第二代或下一代测序技术,next generation sequencing) 是对传统测序一次革命性的改变,一次对几十万 到几百万条DNA分子进行序列测定,因此在研究 中又被称为深度测序(deep sequencing) 。
基于illumina的solexa与罗氏454的高通量测序平台, 欣景生物可提供不同物种样本的各种类型的二代 测序服务。根据样本RNA或者DNA的不同应用可分 为表达组测序、microRNA测序、基因组测序等。
一般的二代测序服务公司没有相应深度分析的能力, 而实验室很难独立展开深度分析的工作,可以采用合 作科研或纯服务委托形式。
5
我们提供的测序服务内容(细致展开)
表达组测序:
特定组织或者细胞中高通量测序,从而获得一个细胞或生物个体的全转录组信息。
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我们提供的数据分析服务(细致展开)
基本数据分析:
序列前处理工作,包括成对测序数据的序列匹配,裁减低质量部分,数据格式转换等 序列拼接,Scaffolding,对454数据的homopolymer进行修正等。 用多种主流基因预测软件预测基因并挑选最合适的代表基因结构。 tRNA/rRNA识别和分类。 基因组GC含量分析,并识别特异区域。 基因功能注释(包括同源注释和蛋白结构域识别)。 基因功能分类,参照Gene Ontology或COG标准(由用户指定标准)。
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其它企业:
1、美季生物。 -小型企业,偏重于454测序。
2、晶能科技。 -依托研究院所建立的高通量测序服务企业。有一定业务量,但不稳 定。
3、其他类企业: -还有一些小型企业,这些企业主要通过代理或只能承担小量样本测 序,其服务流动性较大而且服务质量无法保证。
欣景生物科技则拥有成熟的测序与分析流程、经验丰富的分析人员,可 以提供高质量的二代测序相关服务。
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