【摘要】：針對第三代測序數(shù)據(jù)自身存在相對高錯誤率的問題,提出一種基于l0x Genomics測序平臺的鏈讀(Linked Reads)測序數(shù)據(jù)對PacBio測序平臺的長讀數(shù)據(jù)(long reads)進(jìn)行糾錯的算法。首先運用拼接算法Wtdbg2將人類基因組第三代長讀測序數(shù)據(jù)拼接成重疊鏈(contigs),將contigs打碎成相同k堿基長度的短讀(k-mers)并存儲于哈希表中;然后將同一 Barcode的鏈讀數(shù)據(jù)打碎成k值相同的短序k-mers,選取每一個k-mer去遍歷哈希表尋找與之相匹配的contig編號及位置信息,這樣,可快速地將Linked Reads序列分配到contigs中;再利用比對工具Bowtie 2把Linked Reads序列比對到contigs上;最后,使用超幾何分布公式統(tǒng)計每個位置堿基的頻率,計算P值并識別錯誤堿基或者單核酸多態(tài)性(SNP)。通過Linked Reads測序數(shù)據(jù)對來自人類不同細(xì)胞的基因組數(shù)據(jù)Human HG00733、Human NA24385、Human CHM1進(jìn)行糾錯驗證,結(jié)果表明所提算法能夠顯著提高基因組裝的Scaffold長度,而且組裝的基因組具有較高的準(zhǔn)確性。我們實驗數(shù)據(jù)集選擇人的三代PacBio基因組測序數(shù)據(jù)和10x Genomics的Linked Reads。Linked Reads數(shù)據(jù)本身具有一定的技術(shù)優(yōu)勢,技術(shù)原理方面,在長序列片段中引入barcode序列對DNA進(jìn)行精確分區(qū),并將長片段分配到不同的油滴微粒中,使用GemCode平臺技術(shù)對長片段序列進(jìn)行擴增引入barcode序列及測序接頭引物,緊接著將序列打碎成適合測序大小的片段進(jìn)行測序,相同barcode序列的短序來源于同一條長片段。該技術(shù)可與Illumina測序儀進(jìn)行無縫對接,利用短序列可獲得長達(dá)100Kb的片段,利用長片段信息結(jié)合Illumina組裝數(shù)據(jù)組裝的Scaffold N50長度比只用Illumina方法提高十幾倍。通過對人的三代測序數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯,可以提高測序的精度,進(jìn)一步提高拼接的準(zhǔn)確度。該算法的研究對結(jié)構(gòu)變異預(yù)測和疾病預(yù)測具有重大意義。
【圖文】：

ｅｇｉｏｎ）是指在基因表達(dá)過程中，能夠轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)信使ＲＮＡ，進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)合逡逑（也就是能編碼蛋白質(zhì)）的ＤＮＡ序列片段［１８］。而非編碼區(qū)（Ｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇ邋ｒｅｇｉｏｎ；）［１９］逡逑是不被表達(dá)的，位于編碼區(qū)前后，同屬于一個基因，控制著基因的表達(dá)和強弱。逡逑因的啟動子和終止子都屬于非編碼區(qū)。非編碼區(qū)雖然不能夠編碼蛋白質(zhì)但在遺逡逑信息表達(dá)過程中起著至關(guān)重要的角色，，在非編碼上存在具有遺傳效應(yīng)的可調(diào)控逡逑傳信息表達(dá)的核苷酸序列，比如ＲＮＡ聚合酶結(jié)合位點（亦稱轉(zhuǎn)錄酶），能夠催逡逑所有ＲＮＡ的轉(zhuǎn)錄合成［２Ｑ］。其中真核生物的編碼區(qū)又由外顯子和內(nèi)含子組成。逡逑名思義外顯子就是要表達(dá)的，內(nèi)含子是不被表達(dá)，它們一般存在于一段基因中，逡逑般間隔排列。一個基因如果包含有內(nèi)含子，它就可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄得到前體ＲＮＡ，逡逑后再被轉(zhuǎn)錄出來的那部分進(jìn)行自我切割，這樣才能得到成熟的ｍＲＮＡ。但在逡逑核生物中，也存在一些基因沒有包含內(nèi)含子，比如組蛋白基因和干擾素基因就逡逑有內(nèi)含子。而原核生物的基因沒有內(nèi)含子和外顯子之分。圖１－２真核生物某個逡逑因的示意圖。逡逑

然后再被轉(zhuǎn)錄出來的那部分進(jìn)行自我切割，這樣才能得到成熟的ｍＲＮＡ。但在逡逑真核生物中，也存在一些基因沒有包含內(nèi)含子，比如組蛋白基因和干擾素基因就逡逑沒有內(nèi)含子。而原核生物的基因沒有內(nèi)含子和外顯子之分。圖１－２真核生物某個逡逑基因的示意圖。逡逑非編碼區(qū)邐非編碼區(qū)逡逑？邐邐編碼區(qū)（轉(zhuǎn)錄區(qū)）邐邐？逡逑啟動ｔ邋一邋－？邐———ｉｌ邋終止子逡逑轉(zhuǎn)錄邐轉(zhuǎn)錄逡逑ｇ占邐效？占逡逑ｎｊ示外顯子：．！示內(nèi)含子逡逑圖１－２真核生物基因的結(jié)構(gòu)組成示意圖逡逑１．３．２基因表達(dá)逡逑生物體生命活動的運轉(zhuǎn)需要靠其內(nèi)部對應(yīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的表達(dá)，細(xì)胞中基因的表逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：天津師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q78;TP311.1

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本文編號：2612588