如何看懂三代测序数据

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小编作为生信人,还沉浸在illumina的paired-end中,突然发现,我国已成为迄今以及将来的全球最大三代测序平台拥有国,深感焦虑啊。如果不了解些三代测序的知识,将来如何在生信圈立足呢?本着好东西要和好朋友分享的态度,小编整理了最近get到的一些三代测序知识点,首先是QC篇。
在analysis文件夹中,下机的数据被分割为三个文件进行存储,其中以bax.h5为后缀的是原始二进制文件;以subreads.fasta/subreads.fastq 为后缀的是经一级处理得到的标准格式的碱基文件;以sts.csv/sts.xml为后缀的是记录测序过程中每个ZMW度量指标的统计文件。
在这里,小编还仔细查看了下机数据的命名,发现其中也有着固定的规律,且看小编细细道来:
要做好数据的质控,不仅要知其然,还有知其所以然。首先小编展示的是三代数据的文库模型:
三代测序的文库模型是两端加接头的哑铃型结构,测序时会环绕着文库进行持续的进行,由此得到的测序片段称为polymerase reads,即一条含接头的测序序列,其直观的反映了三代测序的长度。目前,采用最新的P6-C4酶,最长的读长可达到60kb以上。
在这里,大家可能会有疑问,环绕测序岂不是产生了很多冗余的信息?其实,这里的polymerase reads是需要进行一定的处理才能获得用于后续分析的。这个过程首先是去除低质量序列和接头序列:
Polymerase reads 经处理后得到的序列称为subreads ,根据不同插入片段长度的文库, subreads 的类型也有所不同。
在用于基因组denovo时,通常会构建10kb/20kb的文库,对长插入片段文库的测序基本是少于2 passes的(pass即环绕测序的次数),得到的reads也称为Continuous Long Reads (CLR),这样的reads测序错误率等同于原始的测序错误率。
而对于全长转录组或全长16s测序,构建的文库插入片段较短,测序会产生多个passes,这时会对多个reads进行一致性校正,得到一个唯一的read,也称为Circular Consensus Sequencing (CCS) Reads,这样的reads测序准确率会有显著的提升。
不同于二代测序的碱基质量标准Q20/Q30,三代测序由于其随机分布的碱基错误率,其单碱基的准确性不能直接用于衡量数据质量。那么,怎么判断三代测序的数据好不好呢?
最直接的方法是看长度。长度短的测序数据不一定差(与文库大小有关),但差的数据长度一定短。在上游测序,最关键的影响因素是文库的构建。高质量的文库产出的数据长度长,质量好;而低质量的文库产出的数据长度短,质量差。
其次,看比例。需要关注的是两个比例,一个是subreads与polymerase reads数据量的比例,比例过低反映测序过程中的低质量的序列较多;一个是zmw孔载入的比例,根据孔中载入的DNA片段数分为P0、P1和P2。P1比例过低反映数据产量低,P2比例过高反映上样浓度异常。
对于测序,小编认为不管一代二代三代,还是要落实到能够解决实际问题。测序数据类型和格式会变,而数据分析背后的原理不会变。当然,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,小编也欢迎大家分享关于三代测序数据处理方面的经验。
PS: 本文相关介绍均以Pacbio RSII测序平台的数据为准,与Sequel测序平台略有出入,如有举报,概不接受 ~_~



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