E701 — первый российский эталонный геном человека
E701 — это депонированный образец геномной ДНК от здорового донора (европеоид, 46XY), прошедший полногеномное секвенирование (WGS 30x) в четырёх ведущих лабораториях Москвы:
- РНИМУ им. Н.И. Пирогова
- НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова
- Курчатовский институт
- НМИЦ радиологии
Результаты секвенирования и биоинформатической обработки позволяют использовать E701 в качестве эталона для валидации процессов NGS: оценки чувствительности, специфичности и точности.
Финансирование проекта по созданию геномного стандарта осуществлялось за счет государственной поддержки создания и развития центра геномных исследований мирового уровня «Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины» №075-15-2019-1789 от 22.11.2019 Министерства образования и науки РФ.
Применение E701
Эталонный геном E701 — это универсальный инструмент для геномных лабораторий.
С его помощью вы можете верифицировать собственные протоколы и биоинформатические пайплайны, повысить качество анализа и обеспечить соответствие международным стандартам.
С его помощью вы можете верифицировать собственные протоколы и биоинформатические пайплайны, повысить качество анализа и обеспечить соответствие международным стандартам.
- Валидация пайплайнов NGSОцените точность определения геномных вариантов, включая SNV, CNV, STR. Используйте эталонные VCF-файлы для сравнения и валидации биоинформатических пайплайнов.
- Обучение и тестирование персоналаE701 идеально подходит для тренировочных запусков, отработки протоколов, тестирования квалификации новых сотрудников и студентов.
- Настройка и контроль качестваИспользуйте E701 в качестве внутреннего стандарта при валидации методов, аккредитации лабораторных процессов и внедрения новых технологий, оценивая чувствительность, специфичность и точность.
- Введение новых панелей и таргетных решенийПроверьте работу своих гибридизационных или ампликонных панелей на эталонном образце — до начала анализа клинических образцов реальных пациентов.
- Межлабораторное сравнениеСравните результаты между платформами, лабораториями и биоинформатиками. Снижение вариативности — ключ к обеспечению воспроизводимости и надежной диагностике.
- Публикации и научные проектыИспользуйте E701 в качестве доступного и хорошо охарактеризованного эталонного образца в научных публикациях и грантах.
Эталонные данные доступны каждому
Ниже представлены результаты биоинформатического анализа и коллинга вариантов. Эти файлы можно использовать для собственных расчётов и бенчмаркинга биоинформатических пайплайнов.
- Файл, содержащий позиции в геноме, которые совпали у всех четырёх лабораторий:
- РНИМУ (PE100)
- НМИЦ АГП
- Курчатовский институт
- НМИЦ радиологии
- Консенсусная последовательность митохондриальной ДНК (мтДНК) в формате fasta
Скачать -
- Файл, содержащий вариации числа копий (CNV), полученный на платформе Affymetrix
Скачать - Файл, содержащий позиции в геноме, совпавшие минимум в 3 из 5 результатов секвенирования
Скачать - Файл, содержащий позиции в геноме, полученные при коллинге на объединённом BAM-файле (5 результатов секвенирования)
Скачать
Обработка и анализ данных
- 📥Предобработка данных
- 🔗ВыравниваниеВыравнивание прочтений осуществляли на сборку генома человека GRCh38 (скачать последовательность) с помощью bwa-mem2. Преобразование SAM файлов в формат BAM проводили ПО SAMtools. Маркировку дубликатов осуществляли с помощью Picard.
- 🔬 Коллинг вариантовКоллинг вариантов проводили двумя программами: BCFtools и DeepVariant. Разделение мультиаллельных вариантов и нормализацию полученных VCF-файлов проводили с помощью vt, после чего варианты фильтровали по глубине покрытия (DP>=3). Для вариантов, полученных DeepVariant, дополнительно применяли фильтр PASS. Полученные VCF-файлы объединяли bcftools-1.9 merge.
- 📃 Бенчмарк BEDДля повышения надёжности определения геномных вариантов был сформирован BED-файл на основе сборки GRCh38, из которого исключены участки, трудные для картирования коротких прочтений, а также регионы сегментных дупликаций.
Использование длинных прочтений PacBio Revio
- Образец E701 был отсеквенирован с использованием технологии получения длинных прочтений PacBio Revio в лаборатории CeGaT.
Чтобы оценить результаты коллинга однонуклеотидных замен (SNPs), мы сравнили их с результатами, полученными на BAM-файле, объединяющем данные секвенирования коротких прочтений с нескольких платформ.
Анализ показал, что более 900 тысяч SNPs уникально для длинных прочтений, что составляет почти 20% от общего числа обнаруженных SNPs.
Полученные результаты подчёркивают, что длинные прочтения позволяют охватывать геномные регионы, недоступные для коротких прочтений, в которых могут быть обнаружены клинически важные геномные варианты.
Публикации и документы
E701 является первым эталонным человеческим геномом, разработанным в России. Опыт разработки геномного стандарта представлен в научной публикации Лаборатории геномики:
Experience in developing the human genome standard E701
Опубликовано в журнале NAR Genomics and Bioinformatics
В 2024 году геномный стандарт E701 прошел официальную метрологическую верификацию. Паспорт стандартного образца утвержденного типа ГСО 12688-2024 ФГБУ "ВНИИМС" закрепляет статус E701 как эталонного геномного материала в рамках национальной системы стандартизации.
В рамках проекта было выполнено секвенирование митохондриальной ДНК (mtDNA) образца E701 с высокой глубиной покрытия. Подробнее о проекте эталонной mtDNA →
Купить стандарт E701
Получите эталонный геном E701 для своей лаборатории.
Набор включает:
Набор включает:
- 2 пробирки с геномной ДНК
- Паспорт образца и спецификацию
- Защитную упаковку
- Доступ к эталонным данным
Часто задаваемые вопросы
E701 — это эталонный геном человека, созданный как физический стандарт для валидации процессов NGS-секвенирования и биоинформатического анализа.
Он позволяет лабораториям сравнивать собственные результаты с проверенными данными и настраивать внутренние процессы обработки.
Он позволяет лабораториям сравнивать собственные результаты с проверенными данными и настраивать внутренние процессы обработки.
- NGS-лабораториям
- Биомедицинским центрам
- Диагностическим лабораториям
- Разработчикам таргетных панелей
- Учебным и научным учреждениям
Состав стандартного образца:
Геномная ДНК человека (мужчина, европеоид, кариотип 46XY, без наследственных заболеваний) в буферном растворе.
Один комплект содержит две пробирки по 50 мкл, в каждой — по 2000 нг ДНК. Всего — 4000 нг. Материал: геномная ДНК в буфере (10 мМ Трис, 0.1 мМ EDTA, pH 8.0). Пробирки завинчивающиеся, с этикетками, упакованы в защитный картонный футляр.
Геномная ДНК человека (мужчина, европеоид, кариотип 46XY, без наследственных заболеваний) в буферном растворе.
Один комплект содержит две пробирки по 50 мкл, в каждой — по 2000 нг ДНК. Всего — 4000 нг. Материал: геномная ДНК в буфере (10 мМ Трис, 0.1 мМ EDTA, pH 8.0). Пробирки завинчивающиеся, с этикетками, упакованы в защитный картонный футляр.
Да. К каждому образцу прилагается паспорт, включающий описание состава, способ контроля качества, информацию об упаковке и рекомендациях по хранению.
Да, это не разовый проект. Мы начали работать с E701 ещё в 2021 году и планируем его долгосрочную поддержку. Уже опубликованы несколько работ:
🔗 Nature Scientific Reports, 2021
🔗 bioRxiv, июль 2024
🔗 bioRxiv, октябрь 2024
🔗 Nature Scientific Reports, 2021
🔗 bioRxiv, июль 2024
🔗 bioRxiv, октябрь 2024
Стандарт разработан специалистами РНИМУ им. Н.И. Пирогова в сотрудничестве с ФГБУ «ВНИИМС» и рядом ведущих медицинских и научных учреждений:
- ДНК прошла WGS 30x в четырёх независимых лабораториях
- Использовались разные платформы секвенирования
- Создан эталонный набор вариантов
- Доступна открытая и полная история анализа, включая оценку качества исходных данных, биоинформатическую обработку и финальный набор вариантов
Да. Эталонный образец можно секвенировать вашим методом и затем сравнить результаты с референсными данными для калибровки пайплайна или оценки чувствительности в целевых регионах.
QC: FastQC, BBDuk
Выравнивание: bwa-mem2 (GRCh38)
Обработка: SAMtools, Picard
Коллинг: BCFtools, DeepVariant
Фильтрация: vt, bcftools (DP ≥ 3, FILTER = PASS)
Выравнивание: bwa-mem2 (GRCh38)
Обработка: SAMtools, Picard
Коллинг: BCFtools, DeepVariant
Фильтрация: vt, bcftools (DP ≥ 3, FILTER = PASS)
Рекомендуется хранить при -20 °C. Перед использованием — избегать многократного замораживания/размораживания, делайте аликвоты при необходимости.
Контакты
117997 Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 1
ЦИТИРОВАНИЕ
Iuliia Vasiliadis, Vera Belova, Anna Shmitko, Anna Kuznetsova, Alina Samitova, Oleg Suchalko, Andrey Goltsov, Peter Shatalov, Peter Shegai, Elena Kulyabina, Tatiana Kulyabina, Olga Melkova, Denis Rebrikov, Dmitriy Korostin, Experience in developing the human genome standard E701, NAR Genomics and Bioinformatics, Volume 7, Issue 2, June 2025, lqaf057, https://doi.org/10.1093/nargab/lqaf057