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3. Oxford Nanopore Technologies公司
Oxford Nanopore Technologies公司正在研究的纳米孔单分子技术是一种基于电信号测序的技术。他们设计了一种以α-溶血素为材料制作的纳米孔,在孔内共价结合有分子接头环糊精。用核酸外切酶切割ssDNA时,被切下来的单个碱基会落入纳米孔,并和纳米孔内的环糊精相互作用,短暂地影响流过纳米孔的电流强度,这种电流强度的变化幅度就成为每种碱基的特征。
总结与展望
三代测序技术的原理各有特点,适用范围也不近相同。第一代测序技术凭借其长的序列片段和高的准确率,适合对新物种进行基因组长距框架的搭建以及后期GAP填补,但是成本昂贵,而且难以胜任微量DNA样品的测序工作。第二代测序技术中,454序列片段最长,比较适合对未知基因组从头测序,搭建主体结构,但是在判断连续单碱基重复区时准确度不高。Solexa较454具有通量高、片段短、价位低的特点,可以用于大基因组和小基因组的测序和重测序。Solexa双末端测序(paired-end sequencing)可以为基因组进一步拼接提供定位信息,但是随着反应轮数增加,序列长度和质量均有所下降,而且在阅读AT区时有明显错误倾向。SOLiD基于双碱基编码系统的纠错能力以及较高的测序通量,适合转录本研究以及比较基因组学特别是SNP检测等,但是测序的片段短限制了该技术在基因组拼接中的广泛应用。第三代测序技术目前正在研发阶段,尚未正式投入使用。
在实际应用中,多种测序平台的结合可以得到更好的效果。比如由于各种测序技术的错误分布并不相同,我们可以采用两种测序方法相互印证,可以解决单一测序方法无法验证SNP正确性的弊端。
2010年是高通量测序技术日渐成熟的一年,虽然尚未诞生具有革命性的测序仪,但是测序仪的性能不断改进,其同样意义重大。2006年底,美国X大奖基金会设立了基因组Archon X大奖,奖金高达1000万美元。这项大奖将颁给第一个能在10天之内,用不到100万美元的费用,完成100个人类基因组测序的民间团队。照现在的发展趋势来看,基因组Archon X大奖很快就会颁发出去了。
虽然测序技术越来越成熟,成本也越来越低,但是大量的数据存储和分析是紧接着的又一个挑战;而且,现在我们所能解释的生物学现象和机制还很有限,即使获得了基因组信息,如何去解释和应用它,仍是个长远的问题。这些问题都需要大家一起努力,共同探讨,拓展高通量测序的应用领域。
<本文作者来自上海伯豪生物技术有限公司(上海生物芯片有限公司/生物芯片上海国家工程研究中心旗下子公司,简称SBC),联系方式:guangfeng_zhang@shbiochip.com>
