成长之路 | 小欧带您领略简化宏基因组2bRAD-M的“前世今生”

青岛欧易于2015年7月成立，主打产品为2b-RAD简化基因组技术。该技术是由中国海洋大学王师老师作为第一作者于2012年发表在 Nature Method （IF：23.565）杂志上。

2b-RAD的一个显著特点就是很好的结合了芯片技术和高通量测序技术的优势于一身。2b-RAD技术主要依靠IIB型限制性内切酶进行DNA片段选择，通过建库测序获得选择DNA片段信息的技术。

IIB型限制性内切酶利用其限制-修饰机制（R-M机制），在细菌中通过对宿主DNA提供甲基化修饰来保护宿主DNA，而对噬菌体或外来DNA进行识别，并对其进行切割毁灭，构建了宿主防御噬菌体和外来DNA入侵的保护体系。2b-RAD技术利用了IIB型限制性内切酶的这一特点，在体外，只要是双链DNA无宿主甲基化模式，都将会被切割。IIB型酶会将包含识别位点在内的31-33bp大小的双链DNA片段（我们定义这个片段为TAG标签）切割下来，而且在基因组上，平均每3000bp-4000bp往往就会得到这样的一段DNA片段。从芯片技术的角度，这一TAG标签可以做为3000bp-4000bp序列的代表。相当于用不到1%的序列信息，代表整个基因组的信息。我们通过电泳跑胶，将跑胶最快的那段单一亮度的条带（就是TAG标签）切胶回收。然后建库，通过高通量测序，可以得到这一TAG标签的序列信息以及这一TAG标签测得的次数信息。实际的实验结果，可以证明2b-RAD技术具有基因芯片的稳定检测特性，又能够获得TAG标签的序列信息。因为我们获得的TAG标签短，对于DNA完整性不太好的样品，甚至部分降解的样品，依然可以进行简化基因组的检测。

我们已经利用2b-RAD技术帮助客户做了170+物种、发表文章190篇。但是随着高通量测序价格逐年降低，越来越多的客户都开始选择重测序，简化基因组市场受到了冲击。

为了应对重测序市场的冲击，我们也在考虑2b-RAD技术未来的出路。2017年5月，在一次与中科院能源所单细胞中心徐健老师团队的孙政、黄适博士聚会中，我们提出了将2b-RAD技术应用于微生物宏基因组的检测的想法。因为宏基因组测得是混合的细菌、真菌、古菌、病毒、衣原体、支原体等微生物。而2b-RAD技术因为有芯片稳定性、又有测序序列，对样品DNA质量要求不高等特点。只要我们将有参考基因组序列的各个微生物基因组构建其特异的2b-RAD标签数据库，就有可能实现宏基因组那样的分析。孙博和黄博听了我们的想法后，表现了浓厚的兴趣。因为孙政和黄适博士都是微生物生信方面的专家，我们一起进行了讨论，制定了行动方案。

随着我们的研发进展地推进，孙博和黄博渊博的知识储备和专业的能力，就开始逐渐显示出来。他们在项目开展的具体方案制定、数据库构建、利用最新的文献，以及定性定量算法优化上发挥了重要作用。青岛欧易的实验、生信研发团队积极配合，任劳任怨。在大家齐心协力地努力下，对这个研发项目不断前进。在研发中我们发现，病毒、衣原体、支原体等微生物的基因组太小，2b-RAD的TAG标签太少。最终我们将检测范围确定为有参考基因组的细菌、真菌和古菌。我们将这个简化宏基因组技术称作——2bRAD-M。

当我们有了初步的结果后，我们就开始向2b-RAD技术的第一作者王师老师汇报。王老师对我们的工作给予了充分肯定，也为我们能将其2b-RAD技术拓展到这样一个领域感到高兴。并在后面的研发中，也积极参与到研发的进展中，对我们研发工作给出了具体的指导和许多有价值的建议。相比16S微生物多样性技术和宏基因组技术，2bRAD-M技术可以检测到种水平、可以检测部分降解样品（如FFPE样品）、痕量微生物载量样品、高宿主污染等疑难样品。

当2bRAD-M技术整理成文章准备投稿时，我国微生物领域中的杰青徐健老师积极进行审稿、修改稿件，联系投稿工作。历尽千辛万苦，青岛欧易与高校科研单位经过长达5年的研发，终于结出了累累硕果。2018年12月3日我们申报了2bRAD-M技术发明专利，2021年5月4日获得授权。2020年12月1日2bRAD-M技术文章预印版在bioRxiv发表。2022年1月26日2bRAD-M技术文章正式在Genome Biology（IF=13.583）上发表。

这是一个典型的企业与高校科研单位共同协作完成的一个产学研转化项目。期待我们国人自主研发的2bRAD-M技术能为微生物研究做出贡献。

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排版人：小久

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