BRC-Seq客户从简单的BaseSpace集成式工作流程受益

简介

Ryan Vander Werff是英属哥伦比亚大学（UBC）生物医学研究中心核心测序实验室BRC-Seq的测序主任。他使用Illumina测序系统已经有三年多了，对HiSeq、MiSeq和NextSeq 500系统的仪器、软件、试剂和耗材都有丰富的经验。在BRC-Seq核心实验室，Ryan通常会使用NextSeq 500、MiSeq和NeoPrep Library Prep系统来对加拿大和美国的研究小组提交的样本进行测序。他还在使用BaseSpace软件*（Illumina的基因组学计算环境）来进行样本追踪、数据分析、数据管理，以及与客户之间的数据共享。

iCommunity采访了Ryan，了解了他在BRC-Seq使用Illumina系统和BaseSpace软件的经验，BRC-Seq正逐渐成为加拿大和西北太平洋地区的重要测序资源。

Q：是什么激发了您对分子和细胞生物学的兴趣？

Ryan Vander Werff（RVW）：和这个领域的许多人一样，我很早就对科学产生了兴趣，为了学习化学我进入了加州大学圣迭戈分校。随着课程的不断深入，一系列的事件和环境让我的学术重点不断向生物学偏移，并最终将其作为我的专业。我很钦佩我的生物学教授，当我有机会进入实验室时，我真的很开心。

Q：您从什么时候开始进行测序？

Q：BRC-Seq有怎样的历史？

RVW：BRC-Seq是UBC生物医学研究中心的核心测序实验室。我在2013年底加入该实验室的时候，这里有一台用于低通量测序的MiSeq系统，已经用了很多年了。我开始与一个研究团队合作，为他们制备一些样本并提供数据。这导致该团队及其合作者的测序需求有所增加。我们获得了加拿大创新基金会（CFI）资助的NextSeq 500系统，并在2015年初成为了官方的Illumina核心实验室。我们还聘请了一位经验丰富的基因分型和测序技术人员Tara Stach。

我们在测序数据通量方面越来越有经验和信心，我们开始对当地研究团队的成员介绍我们的能力，并接受更多的样本。我们已经为不列颠哥伦比亚省、加拿大其他省份和美国华盛顿州的实验室运行了样本。

“BaseSpace图形用户界面（GUI）为我们提供了所需的所有功能。”

Q：您在BRC-Seq进行了哪些测序研究？

RVW：我们做的大约98%是mRNA测序，我们用它来分析不同实验处理对转录组的影响。我们也在进行少量的ChIP-Seq研究，还开展了一些甲基化测序研究。我们还在研究转座子测序的实验方案，打算将其用于一种新的谱系追踪方法。

RVW：我们支持的一些研究人员正在研究RNA含量非常低的静态干细胞群。NeoPrep Library Prep系统让我们成功地制备出了低起始量样本，否则我们将无法进行测序。

在一项正在进行的研究中，研究人员混合了20只动物的材料，才足够制备单次测序的样本。在研究中使用这么多的动物是非常昂贵的，并且从伦理上来说也不合适。而通过NeoPrep系统制备低起始量样本，我们既能限制使用的动物数量，又能获得高质量的数据。

Q：你们在使用哪种文库制备试剂盒？

RVW：我们通常使用TruSeq Stranded mRNA Library Prep Kit，还会使用TruSeq Stranded Total RNA Kit和Ribo-Zero Gold rRNA Removal Kit。TruSeq Nano DNA、Nextera DNA和Nextera XT Library Prep Kit用的相对较少，我们用它们来进行其他探索性研究。

Q：MiSeq、HiSeq和NextSeq 500系统带给你们的体验有什么区别？

RVW：我们使用NextSeq系统的工作流程非常简单。它的使用比HiSeq系统更简单。虽然MiSeq系统的使用也很简单，但NextSeq 500系统有其独特的优势，它集成了BaseSpace软件，能让样本信息整齐有序。我们已经将大部分的测序通量转移至NextSeq 500系统，它每GB数据的成本效益极高。当我们想要回答某个特定问题时，我们仍然会使用MiSeq系统，也会将其用作独立的质量控制工具。

Q：你们如何使用BaseSpace？

RVW：我们现在使用的是BaseSpace软件的云端版本，它已经取代了实验室的Illumina Experiment Manager。BaseSpace图形用户界面（GUI）为我们提供了所需的所有功能。我们必须学习BaseSpace的命名法，但总体而言，该软件在线提供我们从NeoPrep文库制备到分析的所有信息，而且可以进行追溯，这些优势值得我们做一些调整。

样本送入BRC-Seq实验室后，将由两人将负责处理。我们会优先将所有内容都输入BaseSpace软件中，并尽快整理，这款软件能让我们从此刻开始追踪整个工作流程中的所有内容。当来自NextSeq 500系统的数据进入BaseSpace软件进行分析时，在前端保持这种紧迫性的价值就变得显而易见了。

“BaseSpace软件可以轻松比对已完成运行中的所有数据，并随新测序数据一同输出结果。”

Q：你们使用哪种BaseSpace应用？

RVW：对于ChIP-Seq，我们使用BWA Whole Genome Sequencing App来比对数据，然后我们会将其传输到我们的服务器上进行MACS2和差异表达分析。对于RNA-Seq，我们使用TopHat来进行比对，然后在Cufflinks中进行组装。我们可以将FPKM相对表达值直接用于其他的相关分析，进行通路和其他类型的分析。我们也使用BWA Aligner来比对较小的FASTA序列，将FASTQ Toolkit用于质量调整数据，使用Integrative Genomics Viewer来浏览参考基因组的数据，使用SRA Import来与已发表的数据集进行比较，还会使用SRA Submission App来将数据提交至公共数据库。我们很感谢其他公开的QC应用程序，也很期待正在开发的应用程序。

Q：BaseSpace软件如何帮助您进行测序研究？

RVW：我们最全面的一次使用BaseSpace软件是hPSC（人类多功能干细胞）的转录分析，这是肾脏疾病建模研究的一部分。我们使用TruSeq Stranded mRNA Library Prep Kit制备了细胞转录组，并在NextSeq 500系统上进行了测序。我们使用TopHat2来进行参考序列比对，并使用Cuffdiff来计算差异表达。我们通过BaseSpace SRA Submission App将数据上传到SRA（Sequence Read Archive），这节省了不少时间。该研究在2015年10月发表。1

Q：您认为BaseSpace软件总体上为BRC-Seq带来了怎样的影响？

RVW：在我们的工作流程中，BaseSpace软件是一个高度整合的环境，并且在每个RNA-Seq实验中，我们都会用它来与客户共享数据。无论是UBC、渥太华，还是其他地方的客户，我都可以在完成分析后立即将结果发送给他们。

可能更重要的是我们的使用方式，我们整合了BaseSpace、比对和其他分析工具。BaseSpace可以轻松比对已完成运行中的所有数据，并随新测序数据一同输出结果。如果客户想使用不同的参数自行重新比对，这也没问题。但同时获得已完成的比对和数据可能是有价值的，特别是对于正在进行RNA测序的小型研究团队。通常，这些团队以前没有进行过很多测序，也没有生物信息学团队来提供支持，所以如果只收到BAM文件，他们会不知所措。他们可以将样本寄给我们，几周后，他们就能收到高质量的结果，其中包括比对结果。这对他们来说意义重大。借助BaseSpace和BaseSpace App，我们可以轻松地提供这种数据深度，而不需要BRC-Seq付出额外的成本。

深入了解本文提及的产品和系统：

BaseSpace Sequence Hub，www.illumina.com/informatics/research/sequencing-data-analysis-management/basespace.html

MiSeq系统，www.illumina.com/systems/miseq.html

NextSeq 500系统，www.illumina.com/systems/nextseq-sequencer.html

HiSeq系统，www.illumina.com/systems/hiseq_2500_1500.html

TruSeq Stranded mRNA Library Prep Kit, www.illumina.com/products/truseq_stranded_mrna_library_prep_kit.html

TruSeq Stranded Total RNA Kit, www.illumina.com/products/truseq_stranded_total_rna_library_prep_kit.html

RiboZero Gold rRNA Removal Kit, www.illumina.com/products/ribo-zero-gold-rrna-removal-human-mouse-rat.html

TruSeq Nano DNA Library Prep Kit, www.illumina.com/products/truseq-nano-dna-library-prep-kit.html

Nextera XT DNA Library Preparation Kit, www.illumina.com/products/nextera_xt_dna_library_prep_kit.html