研究成果：一種基于納米孔測序技術的端粒絕對長度檢測工作流程
齊碳科技應用開發(fā)團隊基于齊碳納米孔測序平臺QPursue-6k獨立開發(fā)了NanoTelo——一種基于納米孔測序技術的端粒絕對長度檢測工作流程，其研究成果以壁報形式展出于2024年美國癌癥研究學會 ( American Association for Cancer Research,AACR ) 年度會議上，并收錄于Cancer Research（影響因子12.5）。
背景
端粒是位于真核細胞線性染色體末端的特殊核蛋白結構，可保護染色體DNA末端免受降解、端到端融合和異常重組。端粒長度的變化已成為一個重要的生物標志物，其與細胞衰老、全因死亡率和多種疾病密切相關。然而，由于單鏈富含G的端粒區(qū)域中核苷酸序列（5'-TTAGGG-3'）n的重復，以及缺乏核苷酸分離和富集單個端粒的方法，在定量端粒絕對長度方面仍然存在挑戰(zhàn)。
方法
NanoTelo，是一種基于納米孔測序技術的端粒絕對長度檢測工作流程。在實驗步驟中，首先利用3'末端突出部分將自行設計的端粒接頭連接到染色體末端的富含C的單鏈上。端粒接頭的5'端與測序接頭互補，使反義端粒鏈能夠沿著5'-3'方向進行單鏈延伸測序，從而從端粒末端進入亞端粒區(qū)域。在QPursue-6k上根據說明對測序文庫進行納米孔測序。對于數(shù)據分析，首先在原始測序數(shù)據（數(shù)據集 A）中，利用端粒接頭和文庫結構嚴格提取序列（reads）（數(shù)據集 B）。然后，對數(shù)據集A和數(shù)據集B的reads進行矯正，并且與人類參考基因組（T2T-CHM13v2.0）進行序列比對，分別計算各染色體（常染色體和性染色體）p/q-arm的端粒長度分布。最后，定義所有染色體的平均端粒長度代表總端粒長度，對數(shù)據集A和數(shù)據集B的估計結果進行加權計算，得到最終的端粒絕對長度。
結果
選取5個細胞系：HCT116、293T、T24、IMR90和WI38，并且分別進行2次實驗重復。結果發(fā)現(xiàn)每個細胞系的預估端粒長度分別為 3,528/3,512 bp、4,298/4,311 bp、2,745/2,685 bp、4,926/4,915 bp 和 4,143/4,096 bp。與Tham et al.發(fā)表文章中展示的基于Pacbio測序平臺的每個細胞系結果進行比較分析，發(fā)現(xiàn)沒有顯著的統(tǒng)計學差異（雙尾 T 檢驗：p 值 = 0.98），且兩個平臺之間預估端粒長度的平均絕對差異為 7.7 bp（95% CI：5.4-10.0 bp）。
結論
NanoTelo證明了在核苷酸水平分辨率下，利用單個染色體p/q-arm測量端粒絕對長度的可能性。作者們希望NanoTelo不僅可以作為估算端粒長度以動態(tài)監(jiān)測衰老的重要工具，還可以為人類抗衰老和疾病干預相關的科學研究和/或臨床應用提供強有力的技術支持。
當前，納米孔測序平臺已被廣泛應用于微生物/動植物基因組組裝、全長轉錄組測序、表觀組學檢測、質粒測序等方面，齊碳希望攜手各領域專家、學者及行業(yè)同道開展深度合作，加速推動國產納米孔測序技術的應用和推廣，更好地促進基因測序行業(yè)發(fā)展。
參考文獻：
[1]Jidong Lang, Yanmei Chen, Zhi Yang, Beibei Huo; Abstract 329: NanoTelo: A workflow for detecting telomere absolute length based on nanopore sequencing technology. Cancer Res 15 March 2024; 84 (6_Supplement): 329. https://doi.org/10.1158/1538-7445.AM2024-329
背景
端粒是位于真核細胞線性染色體末端的特殊核蛋白結構，可保護染色體DNA末端免受降解、端到端融合和異常重組。端粒長度的變化已成為一個重要的生物標志物，其與細胞衰老、全因死亡率和多種疾病密切相關。然而，由于單鏈富含G的端粒區(qū)域中核苷酸序列（5'-TTAGGG-3'）n的重復，以及缺乏核苷酸分離和富集單個端粒的方法，在定量端粒絕對長度方面仍然存在挑戰(zhàn)。
方法
NanoTelo，是一種基于納米孔測序技術的端粒絕對長度檢測工作流程。在實驗步驟中，首先利用3'末端突出部分將自行設計的端粒接頭連接到染色體末端的富含C的單鏈上。端粒接頭的5'端與測序接頭互補，使反義端粒鏈能夠沿著5'-3'方向進行單鏈延伸測序，從而從端粒末端進入亞端粒區(qū)域。在QPursue-6k上根據說明對測序文庫進行納米孔測序。對于數(shù)據分析，首先在原始測序數(shù)據（數(shù)據集 A）中，利用端粒接頭和文庫結構嚴格提取序列（reads）（數(shù)據集 B）。然后，對數(shù)據集A和數(shù)據集B的reads進行矯正，并且與人類參考基因組（T2T-CHM13v2.0）進行序列比對，分別計算各染色體（常染色體和性染色體）p/q-arm的端粒長度分布。最后，定義所有染色體的平均端粒長度代表總端粒長度，對數(shù)據集A和數(shù)據集B的估計結果進行加權計算，得到最終的端粒絕對長度。
結果
選取5個細胞系：HCT116、293T、T24、IMR90和WI38，并且分別進行2次實驗重復。結果發(fā)現(xiàn)每個細胞系的預估端粒長度分別為 3,528/3,512 bp、4,298/4,311 bp、2,745/2,685 bp、4,926/4,915 bp 和 4,143/4,096 bp。與Tham et al.發(fā)表文章中展示的基于Pacbio測序平臺的每個細胞系結果進行比較分析，發(fā)現(xiàn)沒有顯著的統(tǒng)計學差異（雙尾 T 檢驗：p 值 = 0.98），且兩個平臺之間預估端粒長度的平均絕對差異為 7.7 bp（95% CI：5.4-10.0 bp）。
結論
NanoTelo證明了在核苷酸水平分辨率下，利用單個染色體p/q-arm測量端粒絕對長度的可能性。作者們希望NanoTelo不僅可以作為估算端粒長度以動態(tài)監(jiān)測衰老的重要工具，還可以為人類抗衰老和疾病干預相關的科學研究和/或臨床應用提供強有力的技術支持。
當前，納米孔測序平臺已被廣泛應用于微生物/動植物基因組組裝、全長轉錄組測序、表觀組學檢測、質粒測序等方面，齊碳希望攜手各領域專家、學者及行業(yè)同道開展深度合作，加速推動國產納米孔測序技術的應用和推廣，更好地促進基因測序行業(yè)發(fā)展。
參考文獻：
[1]Jidong Lang, Yanmei Chen, Zhi Yang, Beibei Huo; Abstract 329: NanoTelo: A workflow for detecting telomere absolute length based on nanopore sequencing technology. Cancer Res 15 March 2024; 84 (6_Supplement): 329. https://doi.org/10.1158/1538-7445.AM2024-329
