在目标基因组序列中产生新型序列的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了在目标基因组序列中产生新型序列的装置和方法。该装置和方法用于在下一代测序(NGS)技术的基因组重测序过程中通过使用没有与参考序列比对上的输入短片段产生在参考序列中不存在的新型序列。根据本发明专利技术，产生了目标基因组序列的参考序列所未反映的新型序列，并且可以提供新型序列的信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地讲，涉及这样一种，其用于在下一代测序(NGS)技术的基因组重测序过程中通过使用没有与参考序列比对上的输入短片段产生在参考序列中不存在的新型序列。
技术介绍
NGS技术在对目标基因组测序时产生大量的短片段(其为短的片段)。将产生的短片段与参考序列比对，并用比对上短片段的共有序列重构目标基因组的碱基序列，该工艺称作重测序。因此，基于参考序列制备通过重测序产生的个别的基因组序列。因此，目前，NGS数据同与参考序列比对上的短片段的共有序列一起构成目标基因组序列。然而，由于重测序的方法的限制，在参考序列中不存在或与参考序列不同的个别的基因组序列中，在相应的序列中产生的短片段可能没有与参考序列比对上，因此，个别的遗传特征可能不会充分地反映在根据重测序的结果重构的个别的基因组序列中。因此，为了获得与参考序列不同的个别的遗传特征的信息，虽然需要对在重测序过程中未比对上的短片段进行另外的分析，但通常将该短片段从分析中排除。然而，已知的是，在个别的基因组中个别地示出的变异可以解释与表型变异和疾病易感性相关的个别的遗传特征，因此，找到该变异非常重要。然而，仅通过使用传统的重测序方法难以产生具有以下特征的序列:与在参考序列中不存在并且独特地插入到个别的基因组中的部分对应；或者，与在参考序列中存在并且因诸如变异的因素而在个别的基因组中表现不同的部分对应。此外，仅通过使用传统重测序方法不能解决没有与参考序列比对上的短片段的个别的基因组的信息丢失的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了，其用于在下一代测序(在下文中，称作NGS)技术的基因组重测序过程中通过使用没有与参考序列比对上的输入短片段产生在参考序列中不存在的新型序列。根据本专利技术的一方面，提供了一种新型序列产生装置，包括:短片段对获得单元，获得分别包括至少一个未比对上短片段的短片段对，所述至少一个未比对上短片段根据重测序的结果而没有与参考序列比对 上，重测序用于将从基因组序列测序仪接收的输入短片段与参考序列进行比对；重叠群产生单元，产生通过将所获得的短片段对的未比对上短片段进行连接而组装的重叠群；新型序列产生单元，产生包括来自产生的重叠群之中的至少一个重叠群的新型序列；以及位置预测单元，预测产生的新型序列在参考序列上的位置。短片段对可以包括比对上-未比对上短片段对和未比对上-未比对上短片段对，比对上-未比对上短片段对分别由与参考序列比对上的比对上短片段中的一个与未比对上短片段中的一个的对组成，未比对上-未比对上短片段分别由未比对上短片段的对组成。重叠群可以包括一个或多个第一重叠群和一个或多个第二重叠群，通过将比对上-未比对上短片段对的未比对上短片段连接来组装所述一个或多个第一重叠群，通过将未比对上-未比对上短片段对的未比对上短片段连接来组装所述一个或多个第二重叠群。新型序列可以包括第一新型序列和第二新型序列，通过将所述一个或多个第一重叠群之中的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的方向性相同的第一重叠群与第二重叠群连接获得第一新型序列，第二新型序列基于比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的方向性不同的第一重叠群。新型序列产生单元可以基于与产生的重叠群对应的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的比对质量、构成产生的重叠群的短片段的平均碱基质量以及产生的重叠群的长度来筛选产生的重叠群。位置预测单元可以基于比对上短片段在参考序列上的位置预测新型序列在参考序列上的位置，比对上短片段来自用于产生新型序列中包括的重叠群的短片段对的短片段之中，比对上短片段与参考序列比对上。新型序列产生装置还可以包括类型预测单元，类型预测单元基于与新型序列在参考序列上的预测的位置和由所述预测的位置指示的区域比对上的短片段的覆盖深度来预测新型序列的类型，新型序列的类型包括变异新型序列和插入新型序列中的至少一个，变异新型序列存在于参考序列上但表现出与`通过重测序重构的目标基因组序列中的参考序列不同，插入新型序列从参考序列单独地插入。新型序列产生装置还可以包括新型序列输出单元，新型序列输出单元用于输出关于新型序列的预测的位置和预测的类型的信息。根据本专利技术的另一方面，提供了一种产生新型序列的方法，该方法包括:执行重测序，重测序将通过基因组序列测序获得的输入短片段与参考序列比对；获得分别包括根据重测序的结果没有与参考序列比对上的至少一个未比对上短片段的短片段对；产生通过将获得的短片段对的未比对上短片段进行连接而组装的重叠群；产生包括来自产生的重叠群之中的至少一个重叠群的新型序列；以及预测产生的新型序列在参考序列上的位置。获得短片段对可以包括:获得比对上-未比对上短片段对，比对上-未比对上短片段对分别由根据重测序的结果的与参考序列比对上的比对上短片段中的一个和未比对上短片段中的一个组成；以及获得未比对上-未比对上短片段对，未比对上-未比对上短片段对分别由根据重测序的结果的成对的未比对上短片段组成。产生重叠群可以包括:产生通过将比对上-未比对上短片段对的未比对上短片段进行连接而组装的一个或多个第一重叠群；以及产生通过将未比对上-未比对上短片段对的未比对上短片段进行连接而组装的一个或多个第二重叠群。产生新型序列可以包括:基于与第一重叠群对应的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段在参考序列上的比对位置和方向性来确定所述一个或多个第一重叠群是否有效；通过将来自所述一个或多个第一重叠群之中的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的方向性相同的第一重叠群与第二重叠群连接来产生第一新型序列；以及基于比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的方向性不同的第一重叠群来产生第二新型序列。预测产生的新型序列的位置可以包括:基于来自用于产生新型序列中包括的重叠群的短片段对的短片段之中的与参考序列比对上的比对上短片段在参考序列上的位置，预测新型序列在参考序列上的位置。该方法还可以包括基于与新型序列在参考序列上的预测的位置和由所述预测的位置指示的区域比对上的短片段的覆盖深度来预测新型序列的类型，其中，新型序列的类型可包括变异新型序列和插入新型序列中的至少一个，变异新型序列存在于参考序列上但表现出与通过重测序重构的目标基因组序列中的参考序列不同，插入新型序列从参考序列单独地插入。附图说明通过参照附图详细地描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术以上和其他特征和优点将变得更明显，在附图中:图1是示出根据本专利技术实施例的基因组序列分析系统的框图；图2是根据本专利技术实施例的新型序列产生装置的框图；图3A和图3B是根据本专利技术实施例的用于描述短片段对和重叠群的构思的图示；图4是示出根据本专利技术实施例的产生新型序列和预测关于新型序列的信息的方法的流程图；图5A是示出根据本专利技术实施例的基于重叠群来产生新型序列的工艺的流程图；图5B是根据本专利技术实施例的用于描述在新型序列的产生过程中确定重叠群是否有效的示例的图示；图6A和图6B是用于描述预测根据本专利技术实施例产生的新型序列的信息的工艺的图示；图7是示出根据本专利技术实施例的通过确定第一重叠群是否有效来对重叠群的类型进行分类的工艺的图示； 图8是示出根据本专利技术实施例的通过将来自第一重叠群之中的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的方向性相同的第一重叠群与第二重叠群连接来产生新型序列的工艺的伪代码。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型序列产生装置，包括：短片段对获得单元，获得分别包括至少一个未比对上短片段的短片段对，所述至少一个未比对上短片段根据重测序的结果而没有与参考序列比对上，重测序用于将从基因组序列测序仪接收的输入短片段与参考序列进行比对；重叠群产生单元，产生通过将所获得的短片段对的未比对上短片段进行连接而组装的重叠群；新型序列产生单元，产生包括来自产生的重叠群之中的至少一个重叠群的新型序列；以及位置预测单元，预测产生的新型序列在参考序列上的位置。

【技术特征摘要】
2011.10.31 KR 10-2011-01123711.一种新型序列产生装置，包括: 短片段对获得单元，获得分别包括至少一个未比对上短片段的短片段对，所述至少一个未比对上短片段根据重测序的结果而没有与参考序列比对上，重测序用于将从基因组序列测序仪接收的输入短片段与参考序列进行比对； 重叠群产生单元，产生通过将所获得的短片段对的未比对上短片段进行连接而组装的重叠群； 新型序列产生单元，产生包括来自产生的重叠群之中的至少一个重叠群的新型序列；以及 位置预测单元，预测产生的新型序列在参考序列上的位置。2.根据权利要求1所述的新型序列产生装置，其中，短片段对包括比对上-未比对上短片段对和未比对上-未比对上短片段对，比对上-未比对上短片段对分别由与参考序列比对上的比对上短片段中的一个与未比对上短片段中的一个的对组成，未比对上-未比对上短片段分别由未比对上短片段的对组成。3.根据权利要求2所述的新型序列产生装置，其中，重叠群包括一个或多个第一重叠群和一个或多个第二重叠群，通过将比对上-未比对上短片段对的未比对上短片段连接来组装所述一个或多个第一重叠群，通过将未比对上-未比对上短片段对的未比对上短片段连接来组装所述一个或多个第二重叠群。4.根据权利要求3所述的新型序列产生装置，其中，新型序列包括第一新型序列和第二新型序列，通过将所述一个或多个第一重叠群之中的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的方向性相同的第一重叠群与第二重叠群连接获得第一新型序列，第二新型序列基于比对上-未比对上短片段对 的比对上短片段的方向性不同的第一重叠群。5.根据权利要求1所述的新型序列产生装置，其中，新型序列产生单元基于与产生的重叠群对应的比对上-未比对上短片段对的比对上短片段的比对质量、构成产生的重叠群的短片段的平均碱基质量以及产生的重叠群的长度来筛除产生的重叠群。6.根据权利要求1所述的新型序列产生装置，其中，位置预测单元基于比对上短片段在参考序列上的位置预测新型序列在参考序列上的位置，比对上短片段来自用于产生新型序列中包括的重叠群的短片段对的短片段之中，比对上短片段与参考序列比对上。7.根据权利要求1所述的新型序列产生装置，所述新型序列产生装置还包括类型预测单元，类型预测单元基于与新型序列在参考序列上的预测的位置和由所述预测的位置指示的区域比对上的短片段的覆盖深度来预测新型序列的类型，新型序列的类型包括变异新型序列和插入新型序列中的至少一个，变异新型序列存在于参考序列上但表现出与通...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪侑辰，李勇锡，申守容，
申请(专利权)人：三星SDS株式会社，
类型：发明
国别省市：