Ion Ampliseq™
外显子解决方案


体验多重PCR技术为基础的高效、简单和快速的外显子测序

Ion半导体测序使高品质外显子组测序贴近大众

目前,越来越多的科研实验室可以利用强有力的外显子组测序在罕见和复杂疾病的研究过程中更快速地识别致病变异体—从样本制备至数据分析都具有高通量、高准确度和最简单的工作流程。据估计,外显子组包含约1%的基因组,但仍包含约85%的致病突变。对于试图揭示超过6,800种罕见疾病原因的遗传研究人员而言[1],外显子组测序能够识别单核苷酸变异体(SNVs)和引起孟德尔疾病的小插入或缺失(indels)以及能够解释复杂疾病遗传性的罕见的原发性突变[2]。Ion AmpliSeq™外显子组研究解决方案能够在不到60分钟的手动操作时间内,利用台式测序仪每次运行的最低费用,提供最简单的外显子组富集方法,并具有每次运行1至3个外显子组或每周多达24个外显子组的灵活通量。Ion Proton®系统,结合Ion AmpliSeq™技术和综合数据分析解决方案,能够适应您的科研需要提供按比例缩放的快速和高品质的外显子组测序。

作为服务供应商,这一系统为我们带来了极大的灵活性。我们可以从事各种规模的多重项目,在一周内只运行一个或多达24个样本,并将其在短短两天左右周转,而无需分批以保持我们的成本降低。当处理需要快速周转时间的紧急样本时(如临床研究标本),这一点尤为重要。

执行这项工作流程既简单又直接 - 这类似于PCR,而任何具备分子生物学基本技能的人,甚至没有任何NGS经验的人,都可以成功地执行该试验方案。这正在使外显子组测序走进更多的实验室并加速人类疾病的研究进程。

Jeremy Stuart
基因组服务副总裁
Selah Genomics 公司
南卡罗来纳州格林维尔

Ion AmpliSeq Exome difference
参见Ion AmpliSeq™外显子组差异

 

 

 

Simple exome enrichment

The Ion AmpliSeq™ Exome RDY Kit provides enhanced simplicity and speed for exome enrichment. With a workflow requiring less than 50 minutes of hands-on time, the Ion AmpliSeq™ Exome RDY Kit enables enrichment and library construction for 1 to 8 samples in less than 6 hours. The kit requires less hands-on time when compared with other exome enrichment technologies (Figure 1), and as low as 50 ng of DNA can be used. Leveraging the ultrahigh multiplex PCR approach of Ion AmpliSeq™ technology with the Ion Proton™ System, the Ion AmpliSeq™ Exome RDY Kit allows for rapid exome sequencing, going from DNA to annotated variants in 2 days.

exome sequencing enrichment

Figure 1. Comparison of hands-on and total turnaround time for a single exome enrichment workflow.

 

The efficiency of exome enrichment is measured by specificity, defined as the percent of on-target bases, and coverage uniformity, defined as the percent of bases covered at a certain sequencing depth. High uniformity in sequence coverage is important for exome sequencing since this minimizes the amount of sequencing needed to achieve a desired coverage threshold (e.g., 20x). Coverage depth is critical for accurate variant calling. The Ion AmpliSeq™ Exome Kit provides high efficiency of enrichment with >90% on-target bases and >90% coverage uniformity (Figure 2).

exome sequencing coverage

Figure 2. Ion AmpliSeq™ Exome RDY results are based on 36 exomes across 18 sequencing runs. Data from a MiSeq® System running a Nextera® Rapid Capture Exome Kit is shown for comparison (http://blog.basespace.illumina.com/2013/03/14/nextera-rapid-capture-exome-data-sets-2/). Uniformity value obtained from the Illumina® Nextera®Rapid Capture Exome Kit data sheet.

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简单的外显子组富集

Ion AmpliSeq™外显子组试剂盒能够为外显子组富集提供无与伦比的简单性和速度。采用仅需要不到60分钟手动操作时间的工作流程,本Ion AmpliSeq™外显子组试剂盒能够在短短6小时内即完成1至8个样本的富集和文库构建。该试剂盒与其他外显子组富集技术相比,需要最少量的手动操作时间(图1),并且可应用低至50 ng的DNA进样量。凭借Ion AmpliSeq™技术和Ion Proton®系统超高的多重PCR方法,Ion AmpliSeq™外显子组试剂盒允许进行快速的外显子组测序,在2天内即实现从DNA至注释变异体的工作流程。

 

exome enrichment time

图1. 比较单一外显子组富集工作流程的手动操作时间和总周转时间。

 

外显子组富集的效率是以特异性(定义为命中靶标的碱基百分比)以及覆盖均匀度(定义为在一定测序深度时所覆盖的碱基百分比)来衡量的。对于外显子组测序而言,序列覆盖的高均匀度是十分重要的,因为这可以最大限度地减少测序需要量以实现所需的覆盖阈值(例如,20x)。覆盖深度对于变异体识别是十分重要的。Ion AmpliSeq™外显子组试剂盒能够提供高效富集,其命中靶标的碱基> 90%,而覆盖均匀度> 92%。此外,在10x和20x的测序深度时,可覆盖相当高比例的碱基(图2)。其他外显子组富集技术提供了较低的特异性和在10x时较低的碱基覆盖百分比,导致低效率的外显子组测序。

 

exome enrichment time

图2. Ion PI™芯片每次运行适合1、2或3个外显子组,产生高比例的以10x和20x的测序深度所覆盖的碱基。上述结果是基于在整个30次测序运行过程中的54个外显子组的。运行Nextera®快速外显子组捕获试剂盒的MiSeq®系统每次运行可产生单一的外显子组,而在10x测序深度下仅覆盖80%的碱基。

 

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按需外显子组测序

Ion Proton™系统结合Ion AmpliSeq™技术使外显子组测序更贴近各种规模的科研实验室。

替代的NGS台式平台是专为用于外显子组富集合并然后需要12次测序运行来产生足够分析数据的12个条码样本而设计的。每次运行的数据必须被分隔成12个条码。然后,将整个12次运行过程中具有相同条码的数据合并,最终准备用于外显子组分析。替代的NGS高通量平台采用相同的12次合并样本富集,并旨在每次测序运行产生23个外显子组。这些替代平台并不灵活,且在运行少量样本时即需要科研人员付出一定的成本代价,或等候大批量样本以填补每次运行。

利用Ion AmpliSeq™外显子组研究解决方案,研究人员拥有每次运行测序1-3个外显子组和每台仪器每周多达24个外显子组的灵活性。结合Ion PI™芯片、平台定价和综合而简单的分析工作流程,使Ion AmpliSeq™外显子组测序成为市场上最具成本效益的解决方案。

预定推向市场的 Ion Chef™ 系统*与Ion AmpliSeq™靶向技术和Ion Proton®系统相结合,用于完全自动化的模板制备,将进一步提升外显子组测序工作流程的简单性和速度。

Integrated bioinformatics

The Ion AmpliSeq™ exome research solution integrates software and a bioinformatics pipeline to deliver a focused list of annotated exome variants, so additional bioinformatics resources are not required. Torrent Suite™ Software, part of the Ion Proton™ System, is preconfigured to support Ion AmpliSeq™ exome sequencing including optimized variant calling parameters. Torrent Suite™ Software provides a simple run quality report, access to coverage metrics, and full variant calling—all without the need for any command line skills.

Data is easily uploaded via a small, efficient file directly from Torrent Suite™ Software into Ion Reporter™ workflows—allowing researchers access to public annotations of called variants and simple, intuitive filters of only the most relevant variants. For more complicated experiments, like pairs or trios, more sophisticated Ion Reporter™ workflows are available to find variants unique to one sample in either a pair or a trio analysis. For researchers who want to leverage annotation information within the public domain, variant lists can be exported directly into Ingenuity® Variant Analysis™ Software which combines analytical tools and integrated content to help users rapidly prioritize variants down to a small targeted subset.

综合生物信息学

Ion AmpliSeq™外显子组研究解决方案整合了软件和生物信息学方案以提供注释外显子组变异体的集中列表,因而无需额外的生物信息资源。Torrent Suite™软件,作为Ion Proton™系统的一部分,是预先配置以支持Ion AmpliSeq™外显子组测序的,其中包括优化变异体识别参数。Torrent Suite™软件提供了简单的运行质量报告,访问覆盖度量,以及完整的变异体识别 - 而无需任何命令行技巧。

数据通过小型、高效的文件直接从Torrent Suite™软件轻松上传至Ion Reporter™的工作流程 – 允许研究人员访问识别变异体的公共注释以及只有最相关变异体的简单、直观的过滤器。对于更复杂的实验,如成对或三人组,可获得更为先进的Ion Reporter™的工作流程以在成对或三人组分析中发现一种样本的独特变异体。对于想要在公共领域内利用注释信息的研究人员,变异体列表可以直接输出至Ingenuity®的Variant Analysis™(变异体分析)软件中,该软件结合分析工具和综合内容以帮助用户快速优选出变异体至小型靶向子集内。

Torrent Suite™软件,作为Ion Proton™系统的一部分,是预先配置以支持Ion AmpliSeq™外显子组测序的,其中包括优化的变异体识别参数。Ion AmpliSeq™外显子组研究解决方案整合了免费软件和生物信息学的方案,因而无需额外资源。数据直接从Torrent Suite™软件轻松上传至Ion Reporter™的工作流程 – 允许研究人员访问识别变异体的公共注释以及只有最相关变异体的简单、直观的过滤器。

Use Torrent Suite Software 3.6.2 for optimal Ion AmpliSeq Exome results >

参考文献

  1. 美国国立卫生研究院,罕见疾病研究办公室。
  2. Marth GT等.(2011)低频编码变异的功能谱。基因组生物学12 [9]:R84。

For Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures.