ABclonal联合竹石生物成功验证甲基化UMI建库测序
继爱博泰克（ABclonal）与竹石生物（BamRock）于2022年签订战略合作协议共同推进酶转化法DNA甲基化测序文库试剂研发以来，近日双方研发团队成功开发并验证了唯一分子标识（Unique Molecular Identifier，UMI）技术在cfDNA甲基化测序上的应用。
该研发成果是全球第一款可商业化，且兼容UMI接头的单链DNA甲基化建库试剂盒，也是第一次由商业公司构建成功的完整的单链甲基化&UMI建库解决方案。
基因组DNA甲基化水平的异常与很多疾病密切相关，比如肿瘤、心血管疾病、糖尿病及自身免疫疾病等，因此甲基化的检测会为这些疾病的检测和治疗提供非常有用的信息。
单链甲基化建库搭配UMI接头的模式将有利于后续探针捕获高深度靶向甲基化测序中对PCR duplication更加精准的去除，以及对靶标区域甲基化水平更加精准的定量。
应用在cfDNA靶向甲基化测序上时，这套解决方案有利于更加精准和灵敏的区分患者和非患者在cfDNA特定区域上甲基化水平的微小差异。
竹石生物已经将这款全球首个单链UMI应用到了产品的研发和生产中，从而实现精准的疾病标记物筛选。
本次应用评测，来自ABclonal和竹石生物BamRock的团队选用了ABclonal最新单链甲基化&UMI建库试剂盒，进行体系构建和测试。
其中，UMI接头全部使用ABclonal UMI T7 Adapter。
注：建库体系备注。Vendor A：竞品单链甲基化建库试剂盒；Vendor A-UMI：竞品单链甲基化建库试剂盒搭配ABclonal单链UMI T7 Adapter单组份；Vendor A-AB-UMI：竞品单链建库试剂盒搭配ABclonal单链UMI T7 Adapter连接体系；AB：ABclonal单链甲基化建库试剂盒；AB-UMI：ABclonal单链甲基化&UMI建库试剂盒。
图. Read2：base contents。A：AB-UMI；B：Vendor A-AB-UMI；C：Vendor A-UMI。read2前端5nt的随机UMI序列以及第6~7nt简并碱基的检出表明UMI T7 Adapter可成功应用在ABclonal单链甲基化建库试剂盒、Vendor A单链建库试剂盒等体系中，具备良好的可用性和兼容性。
该单链DNA甲基化&UMI建库解决方案对于cfDNA样本的靶向捕获高深度甲基化测序有很大的应用意义。
来自癌细胞的ctDNA通常携带有癌症特异性的甲基化畸变，而早期癌症患者血浆中ctDNA占cfDNA的比例通常只有万分之几到千分之几。
使用cfDNA靶向捕获高深度测序区分某一区域内癌与非癌个体微小的甲基化率差异时，对amplification duplicates的更加精准的去除有利于对甲基化率的更加精准和的定量和区分cfDNA甲基化率的微小差异。
建库结果显示，使用ABclonal单链甲基化建库试剂盒构建的建库体系，在相同投入量的情况下，仅9个PCR cycles就可以达到竞品A 13个PCR cycles的文库产量。
这表明ABclonal的单链甲基化建库试剂盒相比竞品A拥有更高的文库转化效率。在应对cfDNA甲基化率定量检测时，PCR循环数越低，PCR引入的amplification duplicates越少，甲基化水平的定量越精准。
从read2的base contents可以看出，无论是搭配ABclonal单链甲基化建库试剂盒，还是兼容竞品A单链建库试剂盒，UMI T7 Adapter中的设计标签序列均可以被完美的检测到。
这表明UMI T7 Adapter具备实际可用性和良好的单链建库试剂盒兼容性，可在后续的甲基化研究中为amplification duplicates的精准去除提供帮助。
竹石生物研发总监纪永坤博士表示：“酶转化的DNA甲基化建库解决方案对于通过DNA甲基化数据研究疾病的诊疗生物标记物、发生进展机制等至关重要，我们与爱博泰克一起推进的酶转化甲基化建库方案，在保留了酶转化众多优势的同时，很好地解决了传统酶转化试剂盒中在研究cfDNA样本类型时缺刻（包含末端修复）所带来的数据Bug问题，为所有研发企业、研究单位提供高保真的DNA甲基化数据，真正助力到研发及研究目标的实现。”
爱博泰克分子产品总监王德韬博士表示：“cfDNA的甲基化检测一直是早筛行业追捧的热点，组织来源的特定甲基化位点为疾病的早期发现提供了很好的筛查标记。但是困扰行业已久的cfDNA扩增冗余问题，一直未得到很好的解决。
爱博泰克携手竹石生物，在爱博泰克公司特色的单链甲基化建库试剂盒基础上，开发了带有UMI的接头，为cfDNA分子带上了特定的身份标记。该产品的推出必将引领甲基化的疾病早筛水平迈上一个新的台阶。”
在未来，爱博泰克将继续携手竹石生物，致力于将国内基因组甲基化检测技术水平提高至国际领先地位，为国内众多生命科学领域的研究人员提供最优化的甲基化检测完整解决方案，为国内布局癌症早筛行业的企业加油护航！
竹石生物科技（苏州）有限公司是一家以生物计算驱动，专注疾病诊断与治疗的生物科技公司。团队在多组学(如DNA甲基化和外泌体RNA检测)技术上构建了独特的优势，尤其是自主构建高保真酶转化甲基化建库技术（NEEM-seq），在国内率先让酶转甲基化技术实现了数据高保真、体系更稳定的商业化应用；
在外泌体RNA检测技术方面，优化的外泌体长链RNA建库技术，能够产出纯度更高、产量更多的长链RNA。
在生物算法层面，自主开发出ctDNA单分子识别技术DeepTrace，是国内首个将预训练神经网络大模型应用于DNA甲基化序列识别的企业；另外在RNA分析算法层面，能够解析外泌体/细胞外囊泡的RNA组分。
此外，竹石生物已经构建了基于大样本量的单碱基分辨率人类全基因组甲基化数据库（MethBase）、肝组织和肝细胞RNA表达数据库、血浆外泌体RNA数据库。
基于多组学技术和领先算法及数据库的积淀，竹石生物正在围绕“肝炎-肝纤维化-肝硬化-肝癌”的肝脏疾病全病程管理布局，加速对应创新IVD产品的研发和注册。
文献引用：
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