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我们的产品覆盖了化学信息学,生物信息学,以及实验室信息管理
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上传时间:2020-04-02 10:42:22
从二代测序的数据分析到遗传变异的注释解读往往需要不同分析和解读工具的整合使用。更高效的工具和方法,能够带来更高质量的突变分析报告。采用主流遗传分析工具Sentieon、alamut和HGMD®组成遗传分析一体化解决方案,可全面覆盖从原始测序数据到分析报告的流程,能够快速精准地检测人类遗传变异,进行丰富的注释与灵活的筛选,进一步结合如IPA等海量文献检索和可视化工具进行临床意义解读和可视化探索,为研究人员提供强大高效的临床研究对策。

♦ Step 1:遗传测序数据快速二级分析——Sentieon
在二代数据遗传分析最初,获得测序仪测出的数目庞大的短序列(Reads)后,研究人员需要将这些短序列与参考基因组比对,检测其中存在的变异。
Sentieon开发供应一系列生物信息二级分析工具:Sentieon DNAseq, Sentieon TNseq,Sentieon DNAscope和Sentieon TNscope,在完成变异检测(Variant Calling)的同时保证了极高的计算效率,快速的运转时间,卓越的精准度和100%的可重复性。在传统的分析流程,如BWA、GATK、HaplotypeCaller、Mutect和Mutect2的基础上,Sentieon进行了大幅改进提升。同时,Sentieon有极高的兼容性,可以部署在任何基于通用CPU的系统结构上。
Sentieon久经大量用户的测试和验证,处理过上百万样本,总计超过40千兆bp的DNA。
序列比对(Alignment)
将短序列比对回参考基因组,Sentieon相对于传统BWA-MEM流程,速度提高到2倍以上
生殖细胞SNV/INDEL变异检测
Sentieon DNAseq和Sentieon DNAscope工具负责生殖细胞变异检测。Sentieon DNAseq获得了PrecisionFDA竞赛冠军相对于传统的GATK 3.3-4.1流程,没有下采样(Downsampling)步骤,运算速度提高到传统的10倍,且每次检测保证100%的可重复性。Sentieon DNAscope具备提升的精准度和基因组表征能力,增强了过滤检测变异的能力。
体细胞SNV/INDEL变异检测
Sentieon TNseq和Sentieon TNscope工具负责体细胞变异检测。Sentieon TNseq相对于传统的MuTect, MuTect2 v3.8-4.0流程,没有下采样步骤,具有更高的精准度和对于低等位基因突变频率的变异更强的检测能力。Sentieon TNseq是ICGC-TCGA Dream竞赛的冠军,其提升的精准度和机器学习能力可以增强过滤能力。同时支持分子条形码(Molecular Barcode)和唯一分子标识符(Unique Molecular Identifier)这类标签的加入。
结构变异检测(Structural Variant Calling)
支持生殖细胞和体细胞的结构变异检测,包括易位(Translocation),倒位(Inversion),重复(Duplication)和大的INDEL。
联合变异检测(Joint Calling)
支持超过200,000个全基因组测序样本的大样本联合变异检测,从gVCF文件出发,无需中间步骤。
BCL-FASTQ转换工具
Sentieon的外部库可对BCL-FASTQ转换进行加速,速度相对原先提高1.5到2倍。
RNA变异检测
类似于传统的GATK RNAseq变异检测。

♦ Step 2:一体化基因组变异分析——Alamut
获得数量庞大的变异之后,我们需要参照已有文献和数据库对变异进行注释,并进行针对性筛选,锁定最重要的数百十个变异。同时,变异的可视化更有助于多角度探索关键变异。
Interactive Biosoftware开发了一系列Alamut软件:Alamut Batch, Alamut Focus和Alamut Focus。帮助研究人员完成基因组变异注释、筛选和探索的复杂。
高通量变异注释(Alamut Batch)
Alamut Batch为检测得到的二代测序变异增添来源于公共或私人数据库的注释,包括变异对人类基因的影响,HGVS命名,不同公共数据库中突变的等位频率(如1000Genomes和ExAC),ClinVAR和COSMIC的表型注释和Gene Ontology的生物进程注释等。
Alamut Batch同时也提供了对于突变产生影响的计算预测,包括来源于SIFT和Align GVGD的错义突变功能性影响预测,以及来源于MaxEntScan、SSF和其他剪接预测工具的变异对剪接位点影响预测。
交互式变异筛选(Alamut Focus)
Alamut Focus支持用户设计出简单到复杂的变异筛选策略。在数千个注释的变异中,快速筛选出最重要且最值得关注的变异。Alamut Focus支持简单的筛选条件,包括变异类型、编码影响或者群体中变异频率等。
Alamut Batch所添加的注释均可通过Alamut Focus进行筛选,例如,添加了Gene Ontology的生物进程注释或变异对剪接位点影响预测这两种注释,在筛选时用户可以通过针对这两项注释的筛选,获得各方面具有生物学影响的变异。
高级变异探索(Alamut Visual)
Alamut Visual将不同来源的遗传信息和基因组信息整合到单一的可视化平台中,包括NCBI、EBI和USC等公共数据库,以及Mastermind,gnomAD,ESP,COSMIC和ClinVAR等其他数据库。Alamut Visual中包含了超过28,000个编码基因、非编码基因和假基因,并且保证定期更新。
Alamut Visual中提供了来源于多种脊椎动物中的核苷酸保守性数据phastCons和phyloP分数,以及来源于同源序列比对和蛋白结构域信息的氨基酸保守性数据。
而且,Alamut Visual还整合一些错义突变致病性预测工具和算法,例如SIFT、PolyPhen、Align GVGD和MutationTaster,展示了变异对RNA剪接的影响,允许用户对此进行评估,并将新的潜在剪接位点进行可视化。同样,用户也可以评估变异对剪接调节的影响。
此外,Alamut Visual允许用户对BAM比对进行可视化并和VCF文件关联,让用户更好的研究二代测序检测到的变异。多样本分析的多个BAM文件可以进行同时下载。

Step 3:全球最大遗传疾病突变数据库——HGMD
在所有筛选出变异之中,遗传分析最关注的是导致遗传疾病的突变。为此,我们需要从HGMD中获得遗传疾病相关突变以及其注释。
HGMD是全球最大,也是唯一整合出版文献中导致遗传疾病突变的综合性数据库。HGMD医学与临床遗传学家、生物信息学家、人类与分子遗传学研究者以及研究特定患者或家庭遗传状况的医师与遗传顾问提供了具有实际意义的重要信息,是广泛应用且值得信任的资源库,已被权威期刊中文献引用超过5000次。
目前,HGMD拥有的突变报告已超过27万,每年累积更新的突变报告超过1.8万,并且每个季度会进行及时更新。这些报告均是通过专业科研人员阅读高影响因子文章,通过统一的筛选整理流程得出。
用户可以通过突变、基因和表型在HGMD中实现检索。同时,HGMD支持批量检索、文献检索等高级功能。用户可以在几分钟之内迅速检索出目标突变,并提供详细的突变注释报告,大大减少了手动工作和阅读文献的时间。
同时,HGMD针对遗传疾病突变进行了详细的致病性分类,将突变按致病的按从轻到重分为五个大,方便研究人员对突变的进行病理学评估。