第三章：基因组图谱与测序

第三章：基因组图谱与测序

基因组遗传图谱 · 基因组物理图谱 · DNA测序技术 · 基因组测序策略 · 单细胞测序技术及其发展

1. 为什么要对除人类以外的其它物种测序呢？

答：人类全基因组数据大小为3100Mb，包含22000个基因，而线虫基因组只有100Mb，却也包含18000个基因。因此，有必要对其它物种的基因组数据测序。

2. 不同物种间的基因组主要差异是什么？

答：不同物种间基因组的主要差异取决于非编码序列在基因组数据中的占比。其中人的基因组数据中，非编码序列占比最高，达到98%。

3. DNA测序技术的发展

答：1. 1980-1995：平板凝胶系统测序；2. 1995-2009：毛细管电泳测序；3. 2009-2015：（SMRT）单细胞测序；

4. 人类基因组计划的四张图

答：遗传图谱，物理图谱，转录图谱，ATGC序列图谱。

5. DNA测序技术的发展：

答：

• 1985年，30亿美元，30万人工作一年才能测完一个人的全基因组数据；
• 1995年，3000人工作一年能测完一个人的全基因组数据；
• 2000年，300人干一年，能测完一个人的全基因组数据；
• 2003年，毛细管电泳测序技术被踢出；
• 2007年，NGS测序仪被发明；
• 2013年，单人一天就能测完一个人的全基因组数据；

6. 基因测序与基因拼接策略：

答：

• 基因测序策略有：逐步克隆法和全基因霰弹法（鸟弹法）；
• 基因组拼接技术：read，config，scaffold；
• 拼接质量的评估指标：N50数量（越大越好），config数量（越大越好），gap数（越小越好）

7. 单细胞测序技术（人类体内大约有37万亿个细胞）

答：

• 混合测序之后是单细胞测序技术的出现；

• 单细胞测序原理：Barcode区分细胞，UMI区分转录本；

• 通过单细胞测序数据，可发现：

  • 细胞类型和基因表达值之间的内在关联；
  • 特定基因和细胞演化过程的内在关联；

• 单细胞测序技术的出现，促进了

  • 细胞谱系研究；
  • 细胞状态研究；
  • 细胞轨迹研究；

• 单细胞测序之后，出现了新的测序技术，如：

  • 蛋白质测序技术；
  • RNA直测技术；
  • 空间转录组测序技术；