PacBio单分子实时测序(SMRT)凭借超长读长、无PCR偏好、单分子直接测序的核心优势,成为基因组组装、全长转录组、表观修饰等基因组学研究的黄金平台,而SMRTbell?环状文库作为 PacBio 测序的核心模板,其纯度与成环率直接决定测序数据质量、芯片利用率与有效产出 —— 这一切,都离不开建库最后一步的“精准清道夫”:Exonuclease I(核酸外切酶I)与Exonuclease III(核酸外切酶III)。
图1. SMRT三代测序流程示意图
SMRTbell?文库构建:成环纯度是关键
PacBio 文库构建遵循打断→末端修复→接头连接→杂质消化四步标准流程,每一步都关乎文库成败:
?DNA 片段化:将基因组 DNA 打断至 HiFi 文库(10–15 kb)或 CLR 文库所需长度;
?末端修复:将随机断端转为平末端,为接头连接奠定基础;
?接头连接:DNA 片段两端连接 SMRTbell?发夹接头,形成预环化分子;
?杂质消化:去除游离接头、接头自连二聚体、未成环线性 DNA,只保留纯净环状 SMRTbell?文库。
图2. SMRTbell?环状文库制备流程
很多实验室常遇到:样本优质、末端修复完整、接头连接充分,但成环率偏低、数据产量不达预期。核心原因就在于:杂质消化不彻底。
接头连接后,体系并非只有目标环状文库,而是混杂大量干扰物:
?游离 SMRTbell?接头
?接头自连二聚体
?未成环线性 DNA 片段
?单 / 双链 DNA 碎片
这些杂质会抢占测序芯片结合位点、产生高背景噪音、拉低有效数据占比,让前期所有建库努力大打折扣。
翌圣生物针对 PacBio 建库场景,推出高活性、高特异性核酸外切酶组合,双酶分工明确、协同高效,实现文库 “深度净化”。
Exonuclease I(核酸外切酶 I,Cat#14535ES)
??底物专一:特异性降解单链 DNA(ssDNA),从 3′端定向切割;
??核心功能:高效清除游离单链接头、单链 DNA 碎片,不损伤双链环状文库;
??性能验证:与进口标杆品牌对比,同等酶量下 ssDNA 消化能力完全一致。
图3. 翌圣及进口品牌A*的Exonuclease I对单链DNA的消化能力对比
注:20 μL反应体系中加入300 pmol的单链DNA底物,分别使用不同投入量(0.63、1.25、2.5、5、10、20 U)的翌圣及进口品牌A*的Exonuclease I在37℃下孵育15 min,80℃热失活15 min,琼脂糖凝胶电泳检测单链DNA降解情况。结果显示翌圣的Exonuclease I消化单链DNA的能力与进口品牌A*一致。
Exonuclease III(核酸外切酶 III,Cat#14525ES)
??底物专一:优先降解平末端 / 凹陷末端双链 DNA(dsDNA),对环状双链 DNA 无作用;
??核心功能:精准去除接头二聚体、未成环线性 DNA,大幅提升文库成环率;
??性能验证:对双链底物消化效率优于进口品牌,低酶量即可实现完全降解。
图4. 翌圣及进口品牌A*的Exonuclease III对双链DNA的消化能力对比
注:50 μL反应体系中加入1 μg的λDNA,分别使用不同投入量(0.06、0.31、0.63、1.25、2.5、5、10、20 U)的翌圣及进口品牌A*的Exonuclease III在37℃下孵育30 min,加入终浓度为5.5 mM的EDTA使酶失活,琼脂糖凝胶电泳检测单链DNA降解情况。结果显示翌圣的Exonuclease III消化单链DNA的能力优于进口品牌A*。
文库构建是测序成功的基石,高品质原料酶是构建优质文库的核心保障。除核心的Exo I & III杂质消化双酶外,翌圣生物还提供PacBio文库构建全流程高品质原料酶,覆盖DNA打断、末端修复、接头连接、杂质消化全环节,一站式采购满足实验全需求,品质稳定、性能可靠,助力三代测序实验全程无忧。
PacBio 建库全流程酶原料推荐
产品类别 | 产品名称 | 货号 |
DNA打断 | Hieff? DNA Fragmentation Reagent for NanoporeSEQ/ 长片段片段化酶 | 13309ES |
末端修复 | T4 DNA Polymerase T4 DNA聚合酶 (5 U/μL) | 12901ES |
T4 polynucleotide Kinase T4多聚核苷酸激酶 (10 U/μL) | 12902ES | |
Klenow Fragment (3'→5' exo-) Klenow 片段(exo-) | 14460ES | |
接头连接 | Premium T4 DNA Ligase Premium T4 DNA连接酶(400 U/μL) | 14966ES |
杂质消化 | Exonuclease I 核酸外切酶I (20 U/μL) | 14535ES |
Exonuclease III 核酸外切酶III (100 U/μL) | 14525ES |
参考文献:
[1] Roberts R J, Carneiro M O, Schatz M C. The advantages of SMRT sequencing[J]. Genome biology, 2013, 14(6): 405.
[2] Ardui S, Ameur A, Vermeesch J R, et al. Single molecule real-time (SMRT) sequencing comes of age: applications and utilities for medical diagnostics[J]. Nucleic acids research, 2018, 46(5): 2159-2168.
翌圣生物
翌圣生物科技(上海)股份有限公司成立于2014年,是一家聚焦生命科学产业链上游核心原料,从事核苷酸、蛋白、细胞和类器官四大品类生物试剂的研发、生产与销售的高新技术企业。公司兼备核心技术自主研发和规模化生产能力,核心产品数量达数千种,覆盖分子克隆、qPCR、NGS、体外转录、抗体、蛋白纯化及分析、细胞培养、转染、报告基因检测和类器官等多种系列,广泛应用于生命科学研究、诊断检测和生物医药等领域。
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