三代、光學(xué)、Hi-C建庫測序

NATURE/SCIENCE任性發(fā)之山羊篇

前段時間，傳得沸沸揚揚的山羊基因組終究是發(fā)表了，果不其然到了Nature genetics 這種高大上的雜志！今天就來看看有啥經(jīng)驗（槽點）可以借鑒（吐）的！
1. 技術(shù)篇
遙想當年，人類基因組計劃（HGP）花了30億美金，通過黃金測序硬是把人基因組組裝出來，經(jīng)過多年的數(shù)據(jù)及組裝技術(shù)迭代提升，到了現(xiàn)在廣為認可的GRCH38這個版本?，F(xiàn)在山羊基因組告訴我們，基于新技術(shù)的的組合拳（三代+光學(xué)+HI-C），任何一個物種的基因組都可以媲美人基因組。到底是怎么回事呢？
山羊文章屬于paper中的技術(shù)貼，沒有太多故事的成分。開篇就分別闡述了當前基因組組裝的難點，及三代，光學(xué)，HI-C的技術(shù)特點，然后就拋出了個極好的結(jié)果，將小編及讀者們給震撼著。毫無疑問，這是小編多年從業(yè)來看到的最牛逼的基因組！遙想當年，一個細菌完成圖可是費了小編近2年的精力啊，現(xiàn)在不禁潸然淚下！現(xiàn)在大基因組，都已經(jīng)到了完成圖的邊緣。
話說回來，既然是技術(shù)貼，咱們還是先來看看組裝策略吧。簡單的說，組裝的方針就是用三代單分子組裝到contig，基于光學(xué)圖譜構(gòu)建scaffold，之后在用HIC構(gòu)建染色體版scaffolds，然后基于RH群體構(gòu)建的遺傳圖去矯正之前組裝的錯誤，最后基于二代短reads補gap。具體的組裝軟件及參數(shù)在文章中的都很明了，小編在此就不贅述了。效果么，直接上表！

關(guān)于準確性嘛，文章也給了好幾張主圖，重點看看RH map的組裝驗證，如下：

做完技術(shù)講解后，文章里也祭出了大招，虐前任。無論從指標還是準確性上來說，新的ARS1基因組，都將前兩任基因組虐的體無完膚。不禁感嘆，山羊基因組是如此牛掰！這樣的基因組要不要來一個？
2. 價格篇
從技術(shù)上來說，山羊的組裝策略（三代+光學(xué)+HIC）適用于絕大部分動植物，那是不是山羊級別的基因組會如雨后春筍般滴涌現(xiàn)出來呢，小編難以認同這個觀點！對于科研工作者來說經(jīng)費是不得不考慮的問題，畢竟巧婦難為無米之催??！在此，小編不禁就要YY了，山羊基因組到底需要花費多少價格呢？某位資深同事告訴小編，這個項目做的早，沒有500W RMB，根本玩不起來，很可能是千萬級別！小編依稀記得，很久之前人基因組二代測序成本就已經(jīng)來到了1000美元世代，這才是親民價啊！山羊的價格并不是普通人都能玩得起的。話說回來，如果現(xiàn)在重復(fù)山羊的工作，又要多少錢呢？小編再次厚著臉皮問了問，憑借sequel平臺，如果產(chǎn)出相同三代數(shù)據(jù)量，同時完成文章中其它測序等工作，成本大約在300 W RMB。時隔兩年，這價格硬生生降了一倍??！小編相信，過一段時間后，更多的“山羊”會冒出來。
容小編吐槽一下，單從三代數(shù)據(jù)來說，文章中共測序了465個cells，得到了194 Gb subreads。平均每個cell的產(chǎn)出才417 Mb數(shù)據(jù)量，產(chǎn)出是如此的低。放到現(xiàn)在，小編可以想象到叫獸們拿到這種數(shù)據(jù)是怎樣的暴怒！
3. 文章篇
毫無疑問“山羊基因組”給行業(yè)帶來了新標桿，后山羊時代，基因組文章怎么走呢？是不是只有基因組到了山羊水平才能發(fā)NSC呢？反之是不是到了山羊水平基因組就可以發(fā)NSC了呢？不要急，來聽聽小編的觀點。
不知道大家有沒有聽過IT行業(yè)的摩爾定律，一定的周期后，CPU的性能和價格將是上一期產(chǎn)品的2倍和一半。小編想說的是測序行業(yè)也是如此啊。從一代測序到二代測序再到三代測序，每一個時代都伴隨著不同的成本及指標。從2001年開始，由一代測序完成的物種基因組屈指可數(shù)，價格都以億記數(shù)，指標更別談。到了2007年，由Illumina+454+Solid為代表的二代測序，將動植物基因組的成本拉到了百萬時代，而周期縮減到了1年以內(nèi)，指標也到了M級別。至2010年，三代測序已經(jīng)開始暫露頭角，從指標和準確性上來說，又都翻了好幾倍。然而由于成本因素，先前一直鮮有純?nèi)蠡蚪M的發(fā)表。但是近期純?nèi)蚪M文章已經(jīng)開始泛濫。2016年初NSC上發(fā)表了好幾個純?nèi)蚪M，而到了下半年，純?nèi)恼乱呀?jīng)到了NC水平?，F(xiàn)在，一定程度上說，三代測序也來到了白菜價。說這么多小編想表達的是，如果想發(fā)高分的文章，組裝水平也必須達到當前的平均水準，不然編輯讀者都會質(zhì)疑你“為什么裝的這么爛？后面的結(jié)果考不靠譜？”。負責任的說，至少小編已經(jīng)聽到了好幾個基因組文章就因為組裝的不好而被拒的，請相信，這不是危言聳聽！好的故事必然能為文章添彩，但是連基礎(chǔ)都過不了關(guān)，“成大事”當然會很困難 。
最后，借用個廣告詞，基因組文章成功的標配，三代測序+光學(xué)+ HI-C，2017。小編等著你來發(fā)表NSC！

參考文獻

Derek M Bickhart, et al. Single-molecule sequencingand chromatin conformation capture enable de novo reference assembly of thedomestic goat genome. Nature Genetics. 2017.