未来已来,未来组长读长测序助力“TOP1000昆虫基因组计划”

2018年4月22日晚,在2018昆虫基因组与绿色防控大会上,中国农业科学院深圳农业基因研究组所发起,联合浙江大学、西南大学等单位,共同推出“TOP1000昆虫基因组计划”。该计划旨在完成主要的1000种昆虫基因组图谱绘制,促进我国昆虫学研究的深入,加强昆虫基因组学领域的交流和合作。未来组将提供三代长读长高通量测序分析助力该计划。 阅读更多

昆虫大军来袭你准备好了吗?

AGIS-CONFERENCE-昆虫基因组与绿色防控大会将于2018年4月21-23日在中国深圳召开。未来组将与您共享昆虫基因组学领域最新科研进展与前沿技术发展动态。

昆虫属于无脊椎动物中的节肢动物,是地球上数量最多的动物群体。昆虫分布面广,没有其他纲的动物可以与之相比,几乎遍及整个地球。世界上已记录的昆虫有100多万种(其中有害昆虫八万余种),是目前最大的未被充分利用的宝贵资源。

基因测序技术的发展使得对昆虫的研究进入了基因组学时代,为昆虫行为学和有害昆虫防控等领域的研究奠定了基因组学基础。而三代长读长测序技术(PacBio和Oxford Nanopore)的发展,为获得更完整更准确的昆虫全基因组信息提供了新方法。

未来组昆虫基因组项目经验

未来组萤火虫基因组组装案例—PacBio

2017年11月,未来组团队完成了首个萤火虫科物种的基因组测序组装,文章发表在GigaScience(首个萤火虫科物种的基因组测序组装——胸窗萤。胸窗萤基因组基因组大小~785Mb,杂合度为2%-3%,其基因组中含有超过40%的重复序列 。

未来组通过高深度的PacBio测序,加上二代数据校正,以及去冗余过程,最终获得连续性、完整度和准确度都非常优异的高质量萤火虫参考基因组——组装基因组大小为760.4Mb,覆盖预估基因组大小的96.9%,contig N50为3.04Mb,经过BUSCO评估基因组完整性很好。

该研究获得的胸窗萤基因组是迄今为止除了模式动物果蝇之外,组装连续性最高的昆虫基因组。

未来组某昆虫组装案例—Nanopore

某昆虫基因组大小为~330Mb,Nanopore测序深度~100×,下机reads N50长达26.8kb,长读长是后续进行更准确的基因组组装的前提。该昆虫基因组组装Contig N50>7Mb;经Nanopolish + Pilon(×2)校正后,BUSCO评估能达到~98%,基因组组装完整性好。

未来组基于超长读长的Nanopore测序和搭配的超算平台,让基因组组装更连续,更快捷。

高质量的参考基因组是深入进行基因组研究的前提,未来组携最先进的Oxford Nanopore及PacBio Sequel测序仪,搭载超算集群,配合Bionano光学图谱和Hi-C染色体构象捕获技术,为昆虫基因组学的研究提供助力。

会议链接:http://reg.eventist.cn/home.html?eventid=811#content

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两篇Nanopore组装果蝇基因组文献解读

参考文献

Fu X, Li J, Tian Y, et al. Long-read sequence assembly of the fireflyPyrocoelia pectoralis genome[J]. GigaScience, 2017.

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未来组邀您共赏第一届亚洲演化生物学大会

第一届亚洲演化生物学大会(The 1st AsiaEvo Conference)将于2018年4月18-20日在中国深圳召开。这是首次在亚洲组织的以演化生物学为中心,辐射比较基因组学、发育生物学、古生物学、系统生物学、生态学、生物地理学等多个研究交叉领域的综合性学术会议。未来组将在会议上展示最新的三代测序技术(Oxford Nanopore和PacBio Sequel)及其应用成果,为组学领域研究提供新思路。

部分受邀演讲嘉宾

Jacobus J. Boomsma

哥本哈根社会演化中心(CSE)主任,丹麦皇家科学院院士,著名演化生物学家,在行为生态学,性选择和性别对抗,社会性昆虫,及共生生物演化等作出重要贡献。

Scott V. Edwards

哈佛大学教授,美国艺术与科学学院院士,美国国家科学院院士,主要从事地球生命的演化和生物多样性的研究。其课题组主要以鸟类为模型,研究物种形成、生物地理学、及基因组演化和适应过程的模式。

Jenny Graves

La Trobe大学教授,澳洲科学院院士。以澳洲特有的哺乳动物为研究对象揭示高度保守的遗传物质和演化过程,在哺乳动物基因组的构成与演化方面做出了很多有影响力的工作。她曾因“人类Y染色体正在消失”的预测而著名。

Shigeru Kuratani

神户RIKEN研究院研究员,演化发育生物学家。其课题组以多种非模式生物为对象,研究咬颚,颈部,龟甲等脊椎动物形体构造的演化发育机制。

Randolph Nesse

演化医学的创始人之一,以演化生物学的观点解释、预防和治疗疾病。他的研究范围从神经内分泌反应到应激反应,以演化分析解释问题。致力于建立演化生物学作为医学和公共卫生研究领域的基础科学。畅销书《我们为什么生病》的作者。

Naomi Pierce

现任哈佛大学教授,哈佛大学比较动物学博物馆鳞翅目馆长。主要从事生态与物种演化相互作用的研究,并在使用分子进化史对生命的历史演变和生物地理分布进行比较研究。曾获得富布莱特奖学金,麦克阿瑟奖,是AAAS(美国科学促进会)和哈佛大学院士协会的成员和最高级成员。

Rasmus Nielsen

加州大学伯克利分校计算生物学教授。提出多种经典基因组数据统计和计算方法,是国际上最重要的群体遗传学专家之一。

徐星

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员,1992年以来一直从事中生代恐龙化石和地层学研究,2001年国家杰出青年基金获得者。发表60余篇论文,其中14篇第一或者通讯作者论文于英国《自然》杂志。

杨子恒

英国皇家科学院院士,现任英国伦敦大学学院(UCL) RA Fisher统计遗传学讲座教授,RA Fisher计算生物学中心主任。主要从事分子演化、分子系统学、群体遗传学、生物信息学、计算统计学方面的研究工作,提出用于分析分子水平上演化过程的统计模型和计算算法,对分子系统学的成熟作出重要贡献。他开发的PAML软件被广泛使用。

张亚平

现任中国科学院副院长、中国科学院昆明动物研究所研究员。分子演化生物学和保护遗传学家。中国科学院院士,第三世界科学院院士。已在SCI刊物发表论文二百多篇,先后获国际大奖“生物多样性领导奖”、中国青年科学家奖、中国青年科技奖、香港求是科技基金会“杰出青年学者奖”、何梁何利基金科学与技术进步奖等奖项。

李文雄

美国科学与艺术研究院,美国科学院,台湾中央研究院院士。芝加哥大学演化生态学系James Watson终身教授,台湾中央研究院基因组研究中心研究员。 李文雄教授撰写的分子演化教科书为全美经典演化教科书,其课题组在分子钟,基因重复,灵长类视觉基因,中性演化理论等各个方向有影响深远的贡献。

张建之

密歇根大学生态与演化学系终身教授。其研究团队在同源基因演化,分子适应,人类和灵长类演化的遗传基础以及脊椎动物感觉基因演化方面做出了重要贡献。研究主要以出芽酵母以及其近缘物种为研究材料,对遗传系统中重要的功能和演化的经典现象背后的基因组模式和分子机制进行研究。曾任分子生物学与演化学会(Society for Molecular Biology and Evolution)主席。

罗哲西

芝加哥大学有机体生物学和解剖学系教授。主要从事早期哺乳动物的起源与演化,包括哺乳动物的起源、适应性和发展模式方面以及中生代哺乳动物主要类群的亲缘关系及它们的生态多样化方面

DNA测序技术及生物信息技术的发展为物种的起源和进化研究提供了有力的科学依据,获得高质量的参考基因组将会极大的延展研究者在研究对象的遗传多样性上的认识,进一步揭示物种之间的进化关系。未来组早于2016年创建了PacBio Sequel基因组学中心,并在2017年9月建成Oxford Nanopore测序中心,是亚洲第一个获得Nanopore官方资格认证的测序服务供应商。目前拥有PacBio Sequel、Oxford Nanopore、Bionano光学图谱及Hi-C染色体构象捕获等技术和平台,旨在为广大合作伙伴提供优质、快捷的基因组转录组测序组装分析服务,同时也为生物演化研究提供助力。

会议内容缤彩纷呈,更多详情请访问:http://asianevo.org/index.html

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未来组邀您参加“国际油菜基因组研讨会”,共同探讨芸薹属作物关键性状遗传改良中的基因组学研究

中国农业科学院油料作物研究所(武汉)将于2018年3月26-28日召开“国际油菜基因组研讨会”。未来组诚邀您一起参加,共同探讨“芸薹属作物关键性状遗传改良中的基因组学研究”。

27日上午,未来组将做题为“Application of long-read sequencing technologies based on Sequel and Nanopore platform”的学术报告,为您介绍三代长读长测序的研究进展及在基因组学研究中的应用。

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【中国首次Nanopore Day】丨纳米孔测序大门为您打开

Oxford Nanopore官方计划在3月下旬在中国举办的首次Nanopore Day系列活动,未来组在此诚挚邀请您共同参加。

该系列活动由三场研讨会组成,跨越7天,分别在北京上海广州三地举办。每场研讨会为期一天,交流形式包括且不限于:

  • 分享经验
  • 介绍数据和网络
  • 参与实际示范

现场除了Oxford Nanopore的员工会为您解答问题,未来组也将与您分享Nanopore组装经验、研发和应用进展。

在Nanopore Day北京会场(3月22日)与上海会场(3月26日),中国三代测序第一人–未来组&希望组CEO汪德鹏将与您分享我们基于Nanopore 技术在科研服务领域和医学应用方向的研究进展与展望。

区域时间
北京3月22日
上海3月26日
广州3月28日

关于Oxford Nanopore测序

原理简介

(a)motor蛋白牵引DNA至nanopore并解链

(b)DNA的单链通过纳米孔的时候,会对离子的流动造成阻碍。

(c)不同的碱基所造成电流大小的波动,就被记录下来。

应用

随着Nanopore技术的应用日渐成熟,通量和准确率得到极大提升,不断有研究者通过Nanopore数据进行从模式生物到更大基因组的组装,例如1 flowcell测拟南芥基因组[1];1 flowcell测果蝇基因组[2];~1Gb野生番茄基因组[3]和~3Gb人类基因组[4]等等。

近期Nanopore组装动植物基因组盘点

不得不提其中在Nature Biotechnology 上发表的Nanopore超长读长组装人类基因组的研究论文,通过低覆盖深度测序(~30×普通nanopore reads+ ~5× ultra-long reads)即能将基因组Contig N50组装到6.4Mb,填补了参考基因组(GRCh38)中12个gap,是来自单一测序手段得到的迄今最连续的人类的基因组。

Nature Biotechnology丨Nanopore测序组装人类基因组

Nanopore技术不仅通过ultra-long reads 在基因组组装方面有优异的表现,还有另外一个全新突破:Direct RNA测序[5]。不经反转、无须扩增的RNA直接测序能获得全长的链特异性RNA,无测序偏好性,并同时记录碱基修饰,为后续研究基因结构和基因表达,提供新技术新方法。论文也以封面文章形式于2018年2月发表于Nature methods。

Nature methods丨基于Nanopore的direct RNA测序方法测评

未来组自2017年9月开始逐步搭建Nanopore测序平台,于2018年1月17日通过Oxford Nanopore Technologies Limited(牛津纳米孔技术有限公司,ONT)官方认证,获得Nanopore DNA测序认证服务供应商资质。

未来组迄今已完成数十个Nanopore动植物基因组测序组装,“百个Nanopore基因组计划”正如火如荼地进行;后续会陆续购入通量更高的PromethION测序仪,并与牛津纳米孔公司携手推出“1000个中国人基因组结构变异检测计划”,共同开发在生命科学领域的应用。

参考文献

[1] MICHAEL,Todd P., et al. High contiguity Arabidopsis thaliana genome assembly with a single nanopore flow cell. Nature Communications, 2018, 9.1: 541.

[2] MILLER,Danny E., et al. High-quality genome assemblies of 15 Drosophila species generated using Nanopore sequencing.bioRxiv,2018, 267393.

[3] SCHMIDT,Maximilian H.-W., et al. De novo assembly of a new Solanum pennellii accession using nanopore sequencing. The Plant Cell, 2017, 29.10: 2336-2348.

[4] Jain M,Koren S, Miga KH, etal. Nanopore sequencing and assembly of a human genome with ultra-long reads.Nature Biotechnology, 2018

[5] Garalde D R, Snell E A, Jachimowicz D, et al. Highly parallel direct RNA sequencing on an array of nanopores.Nature Methods,2018.

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未来组“高成长性企业”榜上有名

2018年3月7号生物办公布2017年度光谷生物城高成长性企业奖名单。继瞪羚企业后,武汉未来组再次荣耀上榜!

高成长性企业是指在较长时期(如5年至10年以上)内,发展速度快,能带来高效益,具有高增值能力,能引起当代生产领域的变革并处于当代经济前沿的企业。
武汉未来组作为第三代测序服务提供者,一直以“新技术,心服务”作为服务宗旨。公司成立7年来,每年保持3-5倍的高速增长。虽扎根武汉,但却面向全国,也积极走向世界。未来武汉未来组会继续在光谷生物城持续创新,致力于推动第三代测序技术在各个领域的深度应用。

武汉未来组是Oxford Nanopore官方认证测序服务供应商、是PacBio SMRT中国测序服务供应商、是BioNano 战略合作伙伴,拥有PacBio SMRT、OxfordNanopore、BioNano光学图谱及Hi-C染色体构象捕获等技术和平台,长期致力于三代测序在基因组学方向的深度挖掘和应用,解决了动植物基因组、微生物基因组、全长转录组及微生物群体研究等领域的技术瓶颈,推动了基因组学研究的升级换代。

未来组近年来的跨越式发展和高速成长,获得了业内高度认可,2017年年底入围中国光谷“瞪羚企业”,2018年初又入选光谷“高成长性企业”。武汉未来组会继续在光谷生物城持续创新,致力于推动第三代测序继续在各个领域的深度应用。

强强联手:昆明动物所携手武汉未来组,共同推进中外基因组学信息交流

2018年伊始,未来组与中国科学院昆明动物所遗传资源与进化国家重点实验室达成长期学术交流合作协议,独家冠名赞助该国重2018年“遗传与进化交叉论坛”等一系列学术会议,共同推动中外动物基因组学信息流通,交流合作。

上周,“未来组”遗传与进化交叉论坛2018年第一场报告会在中国科学院昆明动物所西南多样性实验室报告厅成功举办。论坛有幸邀请到重点实验室学术委员会委员桂建芳院士及杨光教授做学术报告,为本论坛拉开帷幕。重点实验室学术委员会委员张克勤教授、昆明动物研究所姚永刚所长、赖仞副所长、重点实验室施鹏主任、毛炳宇副主任等PI以及研究所100余位师生聆听了报告并进行学术交流,论坛由重点实验室副主任焦保卫研究员主持。

报告前,焦保卫研究员简要介绍启动“未来组”遗传与进化交叉论坛的目的、分类等背景情况。桂建芳院士的报告以“从单性生殖银鲫雄性发生与决定机制的发现谈脊椎动物性别演化的多样性与可塑性”为题,完整的呈现了他20多年连续的研究成果。杨光教授以“适应进化驱动鲸类物种形成”为题,分析江豚物种形成时间,并评估其历史种群动态。

关于中国科学院昆明动物所遗传资源与进化国家重点实验室

立足于我国西南和东南亚丰富的生物多样性遗传资源,面向战略生物资源的国家需求和世界科技前沿,在遗传资源多样性的演化与保护、基因与基因组的进化、遗传发育与进化三个重点研究方向上打下坚实的基础。

关于武汉未来组

拥有PacBio SMRT、Oxford Nanopore、BioNano光学图谱及Hi-C染色体构象捕获等技术和平台,长期致力于三代测序在基因组学方向的深度挖掘和应用,解决了动植物基因组、微生物基因组、全长转录组及微生物群体研究等领域的技术瓶颈,推动了基因组学研究的升级换代。

重点实验室与未来组的合作共同致力于突破技术研究瓶颈,推动科技的发展。本次合作是智慧与技术的结合、科技与成果的桥梁。未来组期待与更多伙伴进行多元化的深层次合作交流。

未来组–通过Nanopore官方测序服务认证

2018年1月17日,武汉未来组生物科技有限公司已通过Oxford Nanopore Technologies Limited(牛津纳米孔技术有限公司,ONT)官方认证,获得Nanopore DNA测序认证服务供应商资质。

未来组于2017年9月开始搭建Oxford Nanopore测序服务平台,目前已配备有11台GridION X5和2台MinION测序仪,约4个月的时间内已完成牛津纳米孔测序数据产出>2Tb,所有数据达到官方标准,符合交付指标。后续会陆续购入通量更高的PromethION测序仪,致力于为合作伙伴提供高质量、超快捷的基因组学研究测序服务。同时其母公司希望组作为三代测序精准医疗公司,也将基于更高通量的Oxford Nanopore平台,为临床研究和应用提供更快速、更精准的解决方案。

截止到2018年1月17日,未来组Oxford Nanopore测序服务平台已完成>20个动植物物种的纯测序,并对其中4个物种进行了基因组组装,基于Oxford Nanopore的超长读长,填补了这些物种过去没有参考基因组的空白,或者对二代参考基因组组装指标有了至少100倍的提升。

未来组Nanopore组装案例展示-某昆虫

基因组Survey

基于K-me分析预估该昆虫基因组大小为~330Mb。

Nanopore测序

提取合格的样本DNA,在Oxford Nanopore GridlON X5平台测序30Gb三代数据,最长读长达270Kb,reads N50长度达26.8KB。长读长是后续进行更准确基因组组装的前提。

基因组组装

利用多种软件进行基因组组装,配适最优方案。

基于超长读长的Nanopore测序和搭配的超算平台,让基因组组装更连续,更快捷。

本案例中,该昆虫基因组组装Contig N50能>7Mb,已达到昆虫模式动物果蝇的组装水平。

未来组多年来专注于三代基因组学研究,经过长期积累,动植物基因组学项目经验丰富,研究成果相继发表:第一个亚洲人参考基因组(三代)、第一个水稻近完成图(三代),第一个萤火虫参考基因组(三代)、第一个药用木本植物杜仲参考基因组(三代)。在2018年国际动植物基因组学大会(PAG XXVI)上,未来组还展示了已知基因组最大的物种-重楼百合(基因组大小~152Gb)进行基因组学分析的结果,引起诸多关注。

未来组将持续扩大Oxford Nanopore测序平台,打造包含三代单分子测序、光学图谱、三维基因组学等多方位的组学研究中心,还将在RNA直接测序、表观转录组学等领域进行深度的探索。其母公司希望组将凭借未来组在科研领域的深耕积累,挖掘Nanopore技术在复杂疾病的检测应用,实现“用新技术让复杂疾病的诊断更简单、更精准”。

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欢迎来到Oxford Nanopore测序技术新世界

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2018 PAG会议即将拉开帷幕,未来组为你导航

2018年1月13日-17日第26届国际动植物基因组学大会(Plant & Animal Genome Conference, PAG)在美国加州圣地亚哥Town & Country Hotel会议中心举行。欢迎莅临未来组展位424,共同探讨动植物基因组学新成果和进展。

高质量的参考基因组是深入进行物种起源进化和基因功能研究的前提,未来组精选本次会在PAG会议上呈现的基因组研究进展。

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未来组荣登2017年度“瞪羚企业”名单

2017年年底,武汉东湖新技术开发区产业发展和科技创新局公布了2017年度“瞪羚企业”名单,武汉未来组生物科技有限公司荣耀上榜。

“瞪羚”一词缘自硅谷,“瞪羚企业”的概念最初由美国麻省理工学院教授David Birch于20世纪90年代提出,将进入快速成长期的创业企业定义为“瞪羚企业”,后来演变成对成长性好、具有跳跃式发展态势的高新技术企业的一种通称。

2017年11月,武汉东湖新技术开发区管委会根据《武汉东湖新技术开发区瞪羚企业认定及培育办法》(武新规[2015]5号)和《武汉东湖新技术开发区支持创新创业发展新经济的政策清单》(武新规[2017]3号)的规定,进行了2017年度“瞪羚企业”认定的工作。武汉未来组生物科技有限公司入选。

一个企业被评定为“瞪羚企业”,表明该企业的创新活力强,发展速度

作为第三代测序技术服务公司,未来组早在2013年便成功开发了基于PacBio第三代单分子实时测序平台的生物信息分析流程,于2016年创建了Sequel基因组学中心,并在2017年9月建成Oxford Nanopore测序中心,同时搭载天河二号和阿里云服务器,解决了动植物基因组、微生物基因组、全长转录组及微生物群体研究等领域的技术瓶颈,推动了基因组学研究的升级换代。

未来组拥有一支具有国际水平的研发团队,获得“天河之星”优秀应用入围奖、国家高新技术企业、“光谷3551人才计划”等荣誉资质;获得发明专利及软件著作权数十项。因为专注于三代测序技术开发和应用推广,武汉未来组已成为三代测序基因组中心。

未来组近年来的跨越式发展和高速成长,获得了业内高度认可,于2017年年底入围中国光谷“瞪羚企业”