Bionano 光学图谱，真实之美！

Bionano Saphyr 光学图谱作为基因组学研究的重要工具，其关键技术DLS标记（Direct Label and Stain）能够在不产生任何物理损伤的情况下，完成基因组DNA标记，从而获得完整、真实的超长DNA标图谱，分子N50长度最高可达300kb以上！

Bionano光学图谱展现了天然DNA分子的真实景观。利用SP DNA分离试剂盒获得超长DNA分子，用直接标记染色法(DLS)进行无损荧光标记，通过纳米微流控芯片将每一条DNA分子线性化展开，并进行高分辨率荧光成像，为基因组学下游应用提供原始DNA景观。这一真实的基因组物理图谱，为基因组组装提供了染色体尺度的框架，并能高效检测到大片段纯合子和杂合子结构变异。

Bionano光学图谱提供了基因组染色体级别的宏观框架，可以对Nanopore或PacBio测序拼接的Contig序列，进行排序和定位，并准确估计相邻Contig gap长度，同时可以识别并纠正Contig组装中潜在的错误连接，生成高质量的Scaffold序列。

图1 Bionano光学图谱与Contig序列混合组装。利用从头组装的Bionano光学图谱对Contig序列进行排序定位。

混合组装将最初的数千个Contigs缩减至少量Scaffold，提高了组装的准确性和质量，显著改善组装基因组的连续性。希望组基于Bionano saphyr Gen2平台数据能够将组装基因组Scaffold N50提升至124.65Mb，提升效果高达121倍！

Hi-C技术能够将短的序列Contig连接到染色体长度的Scaffold上。然而，这种高度随机的基于核内染色质交联频率的统计方法，在Contig排序和定向上有大量的错误。Bionano光学图谱可以帮助识别并纠正这些错误（图2）。

图2 某植物Hi-C基因组组装与Bionano光学图谱比对。Bionano光学图谱可以识别出Hi-C装配过程中错误定位的5个Contigs。在差异区域，长读测序技术与Bionano结构一致，进一步支持Bionano装配的准确性。

Bionano光学图谱可以利用单分子荧光标记检测结构变异，包括平衡易位、重复扩张、侧翼重复，甚至是大片段重复的重排，能够特异性展示基因组真实结构（图3）。

图3 Bionano光学图谱（蓝色）与参考序列（绿色）比对检测基因组结构变异。