为什么二代测序的原始数据中会出现Read重复现象?
为什么二代测序的原始数据中会出现Read重复现象?
要搞清楚这个read重复(duplicate)的问题,我想我们需要从NGS数据的产出过程说起,具体来说如下:
- 基因组DNA提取;
- DNA随机打断,最常用的是超声打断;
- 对被打断的DNA片段进行末端修复(通常是3'加A),然后在两端加接头,选择特定长度的片段文库进行PCR扩增(通过PCR的扩增会选!择!性!地提高加上了接头的文库分子数量);
- 文库上机与测序芯片(Flowcell)上的引物结合,经过桥式PCR扩增,在芯片上形成测序所需的cluster;
- 进行SBS测序,光学信号捕获,生成序列。
我们一般认为第1步DNA提取出来的是完整的基因组,打断则是完全随机的——通常来说也确实如此。
在第3步,PCR扩增时,同一个DNA片段会产生多个相同的拷贝,第4步测序的时候,这些来源于同!一!个!拷贝的DNA片段会结合到Fellowcell的不同位置上,生成完全相同的测序cluster,然后被测序出来,这些相同的序列就是duplicate。这是duplicate的第一个来源,也是主要来源,称为PCR duplicates(PCR重复)。
同样,在第4步,生成测序cluster的时候,某一个cluster中的DNA序列可能搭到旁边的另一个cluster的生成位点上,又再重新长成一个相同的cluster,这也是序列duplicate的另一个来源,这个现象在Illumina HiSeq4000之后的Flowcell中会有这类Cluster duplicates,这是第二类duplicate(如下图)。
在第5步中,某些cluster在测序的时候,捕获的荧光亮点由于光波的衍射,导致形状出现重影(如同近视散光一样),导致它可能会被当成两个荧光点来处理。这也会被读出为两条完全相同的reads,这是第三类duplicate,称之为Optical duplicates(光学重复);

以上三种比较常见,还有第四种,称为Sister duplicates,这是比较特殊的一个情况。它是文库分子的两条互补链同时都与Flowcell上的引物结合分别形成了各自的cluster被测序,最后产生的这对reads是完全反向互补的。比对到参考基因组时,也分别在正负链的相同位置上,在有些分析中也会被认为是一种duplicates。
另外,据说 NextSeq 平台上还出现过由于荧光信号捕获相机移动位置不够,导致 tile 边缘被重复拍摄,每次采样区域的边缘由于重复采样而出现了duplicates,下图中蓝色点代表 duplicates,可以看到在tile的左右两侧明显富集。

以上,除了NextSeq的情况之外,所有这些不同类型的duplicates都各有特点。比如PCR duplicate的特点是随机分布于Flowcell表面;而cluster duplicates和optical duplicates 的特点是它们都来自Flowcell上位置相邻的cluster。Cluster的位置一般都会被记录在原始测序fastq文件@Sequence-id那一行中。
这些Read重复都会一定程度上导致一些碱基信号被错误地拉高或者减低,会对后续分析带来干扰,特别是在WGS和WES分析时都需要去除。如果测序过程没什么特殊问题或者原因,那么,测序数据的duplicate比例一般都在10%以下。
另外,PCR duplicates可以通过PCR-free来避免。并且PCR本身还会带来一些其他的问题,比如扩增过程自带了一定的偏向性,这会损失一定的测序随机性,使得某些序列信息被扩大或者减小。所以,只要DNA起始量足够,那么我们就应该尽量采用PCR Free的方式来建库。
作者:黄树嘉
链接:https://www.jianshu.com/p/f1cd91e24edd
來源:简书
简书著作权归作者所有,任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。
为什么二代测序的原始数据中会出现Read重复现象?的更多相关文章
- Next generation sequencing (NGS)二代测序数据预处理与分析
二代测序原理: 1.DNA待测文库构建. 超声波把DNA打断成小片段,一般200--500bp,两端加上不同的接头2.Flowcell.一个flowcell,8个channel,很多接头3.桥式PCR ...
- 样本、文库、重复、lane、run - 二代测序原理及名词解释
参考: 独占鳌头的Illumina仪器(二代测序篇) HiSeq2000测序原理.流程与仪器 NGS文库制备的方法比较[心得点评] 各种测序文库构建方式 样本:就是待测的DNA.RNA或蛋白序列,样本 ...
- Fastqc使用说明
用FastQC检查二代测序原始数据的质量 2013-01-28 21:28:10| 分类: Bioinformatics | 标签:bioinformatics deep-seq |举报 | ...
- NCBI SRA数据库使用详解
转:https://shengxin.ren/article/16 https://www.cnblogs.com/lmt921108/p/7442699.html 批量下载SRA http://ww ...
- 扩增子分析QIIME2-4分析实战Moving Pictures
本示例的的数据来自文章<Moving pictures of the human microbiome>,Genome Biology 2011,取样来自两个人身体四个部位五个时间点 ...
- 测序中Q20 Q30 Q40
你能给别人讲清楚这个概念吗? 二代测序中,每测一个碱基会给出一个相应的质量值,这个质量值是衡量测序准确度的.碱基的质量值13,错误率为5%,20的错误率为1%,30的错误率为0.1%.行业中Q20与Q ...
- 【转录组入门】3:了解fastq测序数据
操作:需要用安装好的sratoolkit把sra文件转换为fastq格式的测序文件,并且用fastqc软件测试测序文件的质量 作业:理解测序reads,GC含量,质量值,接头,index,fastqc ...
- illumina SBS测序详解
illumina SBS测序详解 2018年01月02日 09:33:56 sixu_9days 阅读数:9789 标签: 生物信息学二代测序 更多 个人分类: 测序原理 最近回头重新看了illl ...
- 第三章 RNA测序
第三章 RNA测序 RNA测序(RNA Sequencing,简称RNA-Seq,也被称为全转录物组鸟枪法测序Whole Transcriptome Shotgun Sequencing,简称WT ...
随机推荐
- 中国移动基于ARM/x86服务器的Ceph性能对比
2018年11月17日,Ceph中国行首次走进杭州,万众期待的杭州站沙龙如期而至,虽然杭州已经开始降温,阵雨不断,但活动现场依然热度爆表,杭州各大IT公司的从业人员和Ceph爱好者纷纷而来. 中国移动 ...
- FIO read测试结果偏离
工作中发现一个fio问题,测试组测试出来的数据read速度一个是17.0G/s,一个是13.2G/s.要知道我后台只有24块7.2k RPM的机械硬盘啊!怎么也不可能有这样的速度. 回家之后我模拟了实 ...
- 常用模块:os模块,logging模块等
一 os模块 那么作为一个常用模块,os模块是与操作系统交互的一个模块. 那么os模块中我们常用的一般有以下几种: os.listdir('dirname') 以列表的形式列出指定目录下的所有文 ...
- linux高效shell命令总结
免废话,直接上代码 .c |awk 'NR==21{gsub(/t09/,"ruiy");printf $0}' 1,comm[2文件间行比较] [root@localhost r ...
- jssip中文开发文档(完整版)
jsSip开发文档 (官网地址:http://www.jssip.net/) 完整案例demo下载地址: http://download.csdn.net/download/qq_39421580/1 ...
- event bManualResult
MSDN: bManualReset [in] If this parameter is TRUE, the function creates a manual-reset event object, ...
- 从底层谈WebGIS 原理设计与实现(六):WebGIS中地图瓦片在Canvas上的拼接显示原理
从底层谈WebGIS 原理设计与实现(六):WebGIS中地图瓦片在Canvas上的拼接显示原理 作者:naaoveGI… 文章来源:naaoveGIS 点击数:1145 更新时间: ...
- springMVC学习记录1-使用XML进行配置
SpringMVC是整个spring中的一个很小的组成,准确的说他是spring WEB这个模块的下一个子模块,Spring WEB中除了有springMVC还有struts2,webWork等MVC ...
- Delphi编程实现是否开启“平滑屏幕字体边缘“
在Windows高级设置中的视觉效果中可以设置是否开启“平滑屏幕字休边缘”,可以通过编程的方式来实现: if SystemParametersInfo(SPI_SETFONTSMOOTHING, 1, ...
- ubuntu ftp 建立匿名用户 [转]
转自:http://www.cnblogs.com/cocoajin/p/3761414.html ubuntu server vsftpd 匿名用户上传下载及目录设置 1:vsftpd服务器安装: ...