03 06
Archive for the '生物技术' Category
02 27
高通量测序（下一代测序）最大的特点就是产生海量的数据，454测序运行一次可以产生400M左右的数据，Illumina HiSeq运行一次产生的数据量高达200G！这么多数据出来以后，必然需要大量的计算，而随着高通量测序在各个领域的广泛应用，个人计算机和工作站显然将无法完成这种数据处理工作。一些大公司或高校可以用他们自己的超级计算机进行计算，如华大拥有数个大型生物信息学超级计算中心，港大有HPC。那一些小的公司和科研单位怎么办呢？
云计算是个非常合适的选择。云计算（Cloud computing）是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。整个运行方式很像电网（摘自维基百科）。简单地说就是可以通过互联网，把数据放到“云”中进行计算。目前Google、亚马逊(Amazon)和微软都在开发并提供云计算服务，比较适合进行高通量测序数据处理的应该是亚马逊的AWS。
今天简单了解了一下亚马逊提供的云计算，觉得挺不错的，灵活且价格便宜：
(1) 进行计算的时候才收费，不用的时候不收费;
(2) 操作系统可以自由选择Windows和Linux，而港大的HPC只有Linux可用……
(3) 价格非常便宜，以EC2为例，标准情况下，1个Instance（大致相当于一台普通电脑的计算能力吧）使用1小时只要0.085美元。这样，租20台电脑运行1天(24小时)，才40美元多一点，大致相当于260RMB，简直是太便宜了。
事实上，已经有很多人在用云计算在进行高通量测序数据处理了。请看：这里。
一个生物领域的新技术，一个计算机领域的新技术，这么一碰，火花就产生了。有点可惜的是，在这两个领域，中国都没有掌握核心技术，远远落后，需要加油！
02 01
不得不佩服有些老外，真是能折腾！看看下面这个视频，他们把细菌染上不同的颜色，然后在培养基上长出一个Google Logo：
你们知道这是用什么细菌、什么化学试剂做出来的吗？
01 25
01 13
下面是华大基因目前提供的高通量测序在肠道微生物群落结构研究中主要的四种服务：
(1) 16S rDNA 宏基因组调查
(2) 全基因组的宏基因调查
(3) 简单环境基因集构建
(4) 人肠道微生物与疾病关联分析
其实这些方法不仅仅可以应用于肠道微生物，也可以用于其它微生物群落结构研究。目前华大基因在这四个方面的技术都已经比较成熟。除此之外，还有Small RNA测序、转录组测序等等，是否也是非常成熟，不清楚。在这里帮忙做个宣传，有兴趣做高通量测序的，去联系华大吧。
华大的高通量测序仪主要是llumina HiSeq 2000和AB SOLiD，这两种的优点是数据量特别大，但测序片段(读长)太短(低于180bp)，测16S的时候，一般用V3区或V6区，不能用V4区。Roche 454的特点是测序片段较长(高于400bp)，但产生的数据量不大，通量不够高。
01 08
前段时间去深圳参加了一个关于肠道微生物高通量测序的会议，有位老师讲了一个关于小鼠寿命的实验，蛮有意思的：
将一群小鼠分成若干组，每组若干只，用以下不同方式饲养：
第一组喂高脂饲料，吃饱，不运动；
第二组喂高脂饲料，吃饱，运动；
第三组喂高脂饲料，吃七成饱，不运动；
第四组喂高脂饲料，吃七成饱，运动；
第五组喂低脂饲料，吃饱，不运动；
第六组喂低脂饲料，吃饱，运动；
第七组喂低脂饲料，吃七成饱，不运动；
第八组喂低脂饲料，吃七成饱，运动；
你能猜出哪组的寿命最长，哪组寿命最短么？先猜一个，然后看下面的答案看看猜的对不对。
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寿命最长的是：第七组喂低脂饲料，吃七成饱，不运动；
寿命最短的是：第二组喂高脂饲料，吃饱，运动；
第七组小鼠的寿命（4年左右）大致是第二组小鼠寿命（2年左右）的2倍。
说明：这仅仅是一个用小鼠进行的实验，只可参考，请勿胡乱推广演绎，更不要因此而盲目改变自己的生活习惯。哈哈:)
10 19
尽管以454为代表的第二代测序技术（高通量测序）对很多人来说还比较陌生，第三代测序已经悄然走来，与第二代测序相比第三代技术速度更快，价格更低，真正实现单分子测序。
Nature Methods上2009年发表的一篇文章（Rusk, N. 2009. Cheap third-generation sequencing. Nature Methods 6:244）认为第三代测序技术包括以下三种平台：
(1) Pacific Biosciences 的 Single Molecule Real Time (SMRT) technology
(2) Oxford Nanopore 的 nanopore sequencing
(3) Helicos 的 Genetic Analysis System
其中第一个比较有意思，它用荧光物质标记脱氧核苷酸，然后用显微镜实时观察DNA的复制，同时进行测序，太好玩了。目前，Pacific Biosciences已经推出了商业化的Single Molecule Real Time (SMRT)测序仪了，在美国的价格是695,000美元，好像也不算太贵啊！
10 12
高通量测序（High Throughput Sequencing）又称下一代测序（Next Generation Sequencing），也叫做深度测序（Deep Sequencing），最早由454公司开创，标志性事件是，2005年底454公司推出了革命性的基于焦磷酸测序（Pyrosequencing）的高通量基因组测序系统Genome Sequencer 20 System，后来454公司被Roche以1.55亿美元收购。高通量测序一般一次可以读取上百万甚至几百万条序列，数据量非常大。这种测序的用途很多，随便搜一下就可以找到很多相关资料，前面写的454测序也介绍了一点。个人觉得它的突出优点就是快速取得海量数据，可以摆脱存在Bias的PCR，既可以定性又可以定量。如果价格能够降低一些（现在运行一次要几万到十几万RMB，有点贵！），应该可以替代甚至淘汰很多操作麻烦的分子生物学方法。
高通量测序仪主要有来自三家公司：罗氏公司(Roche)的454测序仪(Roch GS FLX, FLX Titanium), Illumina公司的Illumina Genome Analyzer,HiSeq 2000和ABI的SOLiD测序仪(SOLiD system).
在网上看到华大基因仅Illumina HiSeq 2000和AB SOLiD 4.0 System这两种高通量测序仪到年底就会有超过150台，真多啊！
由于高通量测序的数据量非常大，后续分析工作就比较复杂，目前好像还没有非常成熟的软件能够完美处理高通量测序的结果。下面是两个用于高通量测序结果分析的工具:
1.RDP Pyrosequencing Pipeline （一个在线平台）
2.微软的Sequence Assembler （一个软件）
如果没做过高通量测序，而想先看看结果是什么样子的，可以从下面的页面下载高通量测序示例结果，包括Roche/454，Illumina/Solexa，ABI/SOLiD三种机型的数据：
http://www.clcbio.com/index.php?id=1290
10 08
今天才知道不知什么时候微软也发布了一些生物学和生物信息学软件，开始进军生物领域了。挺喜欢凑热闹的嘛！微软的这个项目叫做Microsoft Biology Initiative (MBI)，FBI的兄弟？它包括个两部分：Microsoft Biology Foundation (MBF) 和 Microsoft Biology Tools (MBT)。
MBF是一套基于Microsoft .NET框架的生物信息学软件包，开始主要面向基因组学，现在扩展到了更多的生物信息学领域；
MBT是一系列帮助生物科学工作者提高工作效率的工具，包括一个Excel插件(Biology Extension for Excel，必须在Excel2007或2010上安装，不支持2003)和一个序列拼接软件(Sequence Assembler)，这个Sequence Assembler好像可以用于454测序的结果分析。
这些软件都是开源的，与微软向来闭源的风格不太一样。
该项目的网址：http://research.microsoft.com/en-us/projects/bio/
可惜最近太忙了，没时间研究这玩意儿，有时间的同学可以试试好不好玩。
09 01
下面是环境生物技术领域常用的一些分子生物学实验操作流程及数据处理的方法，这些实验的大致作用就是弄清楚一个样品中有些什么微生物，总共有多少种，每种的含量是多少。
0. PCR， 这个步骤就不需要写了，听听PCR之歌吧
1. PCR-DGGE操作步骤
3. T-RFLP操作步骤
5. 克隆的方法及操作步骤
6. 感受态细胞制备方法
